[发明专利]一种加压熔炼和自由流体快速冷却相结合的镁合金制备方法

说明书

本发明涉及一种加压熔炼和自由流体快速冷却相结合的镁合金制备方法，其针对在微观组织结构和性能上的问题，采用加压熔炼和自由流体快速冷却相结合的制备方法，经混粉、球磨、加压熔炼、自由流体快速冷却，制得镁合金，提高了镁合金的力学性能。此制备方法工艺先进，数据精确翔实，制得的镁合金的金相组织致密性好，无缩孔、缩松缺陷，金相组织规律排列，第二相表现出锯齿状形貌，平均硬度高达136.36HV，是先进的高硬度镁合金制备方法。

技术领域

本发明涉及一种加压熔炼和自由流体快速冷却相结合的镁合金制备方法，属于有色金属材料制备及应用的技术领域。

背景技术

随着航空航天、汽车工业和国防军工领域快速发展以及地球石油资源的急剧消耗，对于高硬度轻质的金属构件的需求越来越大。镁合金具有质量轻、比刚度高、耐磨损以及易于加工回收等特点，受到了越来越多研究人员的关注。

目前，常规的铸锭冶金技术生产的镁合金铸件容易出现多种缺陷，常见的有疏松、夹渣、裂纹、气孔及组织粗大等缺点，因此用常规铸锭冶金方法生产的镁合金压缩强度、高温热稳定性、断裂韧性等性能较差。

所以，为了提高镁合金的综合性能，研究新的制备工艺是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术的不足，采用加压熔炼和自由流体快速冷却相结合的制备方法，制得镁合金，以提高材料的力学性能。

本发明使用的化学物质材料为：镁粉、铝粉、锌粉、锰粉、硅粉、铜粉、无水乙醇，其组合准备用量如下：以克、毫升为计量单位

镁粉：Mg             固态粉体               50g±1g

铝粉：Al             固态粉体               4.5g±1g

锌粉：Zn             固态粉体               0.3g±0.1g

锰粉：Mn             固态粉体               0.1g±0.01g

硅粉：Si             固态粉体               0.015g±0.01g

铜粉：Cu             固态粉体               0.01g±0.001g

无水乙醇：C₂H₅OH      液态液体               100mL±50mL

制备方法如下：

1）准备工作

称取镁粉50g±1g、铝粉4.5g±1g、锌粉0.3g±0.1g、锰粉0.1g±0.01g、硅粉0.015g±0.01g、铜粉0.01g±0.001g，将所有粉体混合后倒入含酒精的超声波清洗机中清洗至少6min；

2）混粉

先将清洗后的粉体放入V型混粉机中，再通入氩气，然后进行混粉，混粉速率为400r/min，由此制得微合金化的混合粉体；

3）球磨

①将微合金化的混合粉体加入行星式球磨机的球磨罐中，球粉体积比为3:1；

②先对球磨罐抽真空，再充满氩气，然后进行球磨，球磨时间为100min，由此制得加强合金化的镁合金粉体；

4）加压熔炼

①将加强合金化的镁合金粉体放入加压熔炼炉的熔炼坩埚中，固定好熔炼坩埚后，关闭炉门；

②用真空泵抽出炉腔内的空气；