[发明专利]一种抗热裂铸造镁合金的制备方法和应用

说明书

一种抗热裂铸造镁合金的制备方法和应用，它涉及有色金属材料制造领域，本发明为了解决镁合金由于结晶温度间隔大，体收缩和线收缩大，流动性低，热烈倾向明显，从而导致铸件废品率高的问题。首先将镁合金在六氟化硫和二氧化碳的混合气氛的保护下在坩埚中加热融化，利用原位自生法或外加法在镁合金熔体内部加入分散性良好的石墨烯。然后利用传统的铸造工艺获得所需的构件。提供一种能够解决镁合金铸件热裂现象明显废品率高的问题，可应用于大规模工业化铸造大型复杂构件。本发明应用于有色金属材料制造领域。

技术领域

本发明涉及有色金属材料制造领域，具体涉及铸造镁合金的制备方法和应用。

背景技术

镁合金具有高比强度高，高比刚度良，在汽车，3C，航空航天等行业有着广泛的应用前景。相比于变形镁合金，铸造镁合金可以制备出复杂形状构件，成本低，具有更广泛的应用前景。但是由于镁合金结晶温度间隔大，当铸件各部位的凝固温度和凝固速度不同时，铸件内部会产生较大的铸造热应力，有很强的热烈倾向，从而导致铸件废品率高。因此减少镁合金铸造缺陷，提高铸件质量，有效抑制镁合金热裂有具大的工程实际意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决镁合金铸造过程中热烈倾向明显，从而导致铸件废品率高的问题，而提供一种能够解决上述问题无热烈铸造镁合金的制备方法，该方法是一种工艺简单、效果显著，可应用于大规模应用于镁合金铸造领域。

本发明的一种抗热裂铸造镁合金的制备方法，它包括以下步骤：

一、选择镁合金体系，将合金在熔点以上30～100℃加热熔化，得镁合金熔体；

二、利用原位自生或外加法将石墨烯引入到镁合金熔体中，使镁合金熔体中石墨烯含量在0.01-1wt.％；

三、将步骤二中反应得到的镁合金熔体进行铸造，得到镁合金铸件。

本发明的抗热裂铸造镁合金，它用于制造汽车轮毂。

本发明主要有以下优势：通过在铸造镁合金中添加石墨烯，由于石墨烯的面热膨胀系数为负值，而镁合金热膨胀系数为正值，通过镁合金的添加可以有效的缓解镁合金的热应力。同时石墨烯具有超高的热导率，石墨烯的引入后可以使镁合金在凝固过程中铸件内部与外部温度差减小，从而有效的抑制镁合金的热裂纹的产生。这有利于解决镁合金铸件成品率低，能够显著降低镁合金大型铸件的成本，有巨大的工程实际意义。

本发明制备的关键在于必须制备出分散性良好的石墨烯，能够更加有效的抑制热裂纹的产生，还能够避免因团聚而大幅度削弱铸件的力学性能。

附图说明

图1是本发明在制备铸件的光学显微图像(a)加入石墨烯前(b)加入石墨烯后；

图2是本发明在制备铸件中后的SEM图像(a)加入石墨烯前(b)加入石墨烯后；

图3是本发明在制备铸件中加入石墨烯超声后的SEM图像。

图4是本发明在制备铸件中加入石墨烯后力学性能对比；其中，(1)为未加入石墨烯，(2)为加入石墨烯。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种抗热裂铸造镁合金的制备方法，它包括以下步骤：

一、选择镁合金体系，将合金在熔点以上30～100℃加热熔化，得镁合金熔体；

二、利用原位自生或外加法将石墨烯引入到镁合金熔体中，使镁合金熔体中石墨烯含量在0.1-1wt.％区间；

三、将步骤二中反应得到的镁合金熔体进行铸造，得到镁合金铸件。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的镁合金为ZK60镁合金。