[发明专利]一种镁-铝-碳化硅中间合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁-铝-碳化硅中间合金材料及其制备方法，特别是涉及一种用于有效提高镁合金材料强度的镁-铝-碳化硅中间合金材料及其制备方法。

背景技术

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度低、比性能好、减震性能好、导电导热性能良好、工艺性能良好，而且镁的重量比铝轻，比重仅为1.8，因此是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。但是镁合金强度较低，只有200～300MPa，主要用于制造低承力的零件。因此，只有进一步改进镁合金的强度性能，才能更大范围的在不同工业领域利用镁合金材料的优势。

综上，目前需要一种成本较低，适用于添加到各领域的镁合金材料中，以进一步提高镁合金材料强度的新型中间合金材料。

发明内容

本发明的目的在于，通过改进中间合金成分及各成分间质量配比，提供一种有效提高镁合金材料强度的镁-铝-碳化硅中间合金材料及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案是：

一种镁-铝-碳化硅中间合金材料，由如下重量百分比的组分组成：镁41-44wt％，碳化硅1-3wt％，铝55-58wt％。

优选地，本发明的镁-铝-碳化硅中间合金材料，由如下重量百分比的组分组成：镁41wt％，碳化硅1wt％，铝58wt％。

优选地，本发明的镁-铝-碳化硅中间合金材料，由如下重量百分比的组分组成：镁44wt％，碳化硅1wt％，铝55wt％。

优选地，本发明的镁-铝-碳化硅中间合金材料，由如下重量百分比的组分组成：镁42wt％，碳化硅3wt％，铝55wt％。

进一步地，镁为100-200目的镁粉。

进一步地，碳化硅为粒径大于50μm，小于150μm的碳化硅颗粒。

进一步地，铝为100-200目的铝粉。

本发明提供一种镁-铝-碳化硅中间合金材料的制备方法，具有以下步骤：

1)在常规条件下按照重量百分比准备镁粉、铝粉及碳化硅颗粒；

2)在18-22℃条件下将重量比例适中的三种粉末混合搅拌，搅拌时添加适量的无水乙醇，搅拌时间为3-6分钟；

3)将搅拌均匀的粉末置入1公斤容量的模具中，压制成小块并烘干；压制时温度在22-26℃，压力为45-50KN；

4)将制作完成的小块放置在真空加热炉中，并充入99.999％纯度惰性气体氩，使加热炉处于真空状态下，压力应保持在5.0×10^-3Pa以下；将加热炉升温至400-500℃，保温4-5小时；

5)将加热完成之后的合金锭随加热炉自然冷却，并包装入库。

采用上述技术方案，本发明的有益效果有：

1.本发明提供的镁-铝-碳化硅中间合金材料包含镁合金强化元素，其中硅元素能够和镁元素形成强化相Mg₂Si，提高晶界强度，还能进一步与合金中的其他合金元素形成稳定的硅化物，改善合金的蠕变性能，从而提高镁合金的强度；铝元素也能够通过固溶强化起到提高镁合金强度的作用。将这些元素以通过中间合金的形式添加到传统镁合金中，解决了烧损、高熔点合金不易熔入等问题，在节约成本的同时提高了镁合金材料的强度。

2.本发明提供的镁-铝-碳化硅中间合金材料，适于添加至各种领域用的镁合金材料，能有效的提高最终镁合金材料的强度；使其由原来的强度200～300MPa提高至300～380MPa。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明提供的镁-铝-碳化硅中间合金材料及其制备方法作进一步说明，但并非限制本发明的应用范围。

实施例1

本发明实施例1的镁-铝-碳化硅中间合金材料的各组分的重量百分比为：镁41wt％，碳化硅1wt％，铝58wt％。

本发明实施例1的镁-铝-碳化硅中间合金材料的制备方法，包括下述步骤：

1)在常规条件下按照重量百分比准备镁粉、铝粉及碳化硅颗粒；

2)在20℃条件下将重量比例适中的三种粉末混合搅拌，搅拌时添加适量的无水乙醇，搅拌时间为5分钟；

3)将搅拌均匀的粉末置入1公斤容量的模具中，压制成小块并烘干；压制时温度在25℃，压力为50KN；

4)将制作完成的小块放置在真空加热炉中，并充入99.999％纯度惰性气体氩，使加热炉处于真空状态下，压力应保持在5.0×10^-3Pa以下；将加热炉升温至480℃，保温4.5小时；