专利名称：：镁基耐磨阻尼减振合金材料及其制备方法
技术领域：
：本发明属于金属材料领域，涉及一种镁基阻尼合金材料及其制备方法。二
背景技术：
：目前金属材料领域中，以镁合金作为耐磨阻尼减振材料受到了普遍重视。CN200910023238.5号申请公开一种含准晶增强相的高阻尼镁合金及其制备方法，其合金成分及其重量百分比为0.9%1.0%的锌，0.15%0.2%的钇，0.6%的锆。镁、锌均为工业纯镁和工业纯锌；合金元素钇、锆分别采用镁-30%钇，镁-30%锆中间合金形式加入；通过预热、熔炼和成型，制备出含准晶增强相的高阻尼镁合金。但这种材料制备的元素控制严格，并且仅靠有限的钇形成的准晶增强相，阻尼作用的提高受到限制。赵旭等材料工程杂志2008年第五期发表了对镁合金AZ31的磨损性能研究。铸态镁合金AZ31由基体相a2Mg和第二相Mgl7A112组成，第二相含量较少，呈粒状分布在基体中。试样的磨损质量损失在不同的载荷下均随磨损时间的增加而呈线性增加。在不同的载荷区间，磨损质量损失的变化速率不同，其中5075N区间磨损质量损失的速率较低，75100N区间的磨损质量损失的速率最大。载荷增加使磨损质量损失更加显著，磨损形式发生由氧化磨损到磨粒磨损再到剥落磨损转变，磨损越来越严重。普通镁合金的耐磨性不高。三
发明内容本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种镁基耐磨阻尼减振合金材料，该合金材料通过在基体中提供稳定板条化合物，提高了合金的阻尼作用。本发明的另一目的是提供上述镁基耐磨阻尼减振合金材料的制备方法，该方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明的目的是通过以下技术方案实现的—种镁基耐磨阻尼减振合金材料，该合金材料以镁合金为基体，在镁合金基体上均匀分布着化合物复合体，该合金材料的化学成分的重量百分含量A1为5%9%，Sr为2X4X，Sn为2X3X，Fe为0.5X3X，C为0.03-0.09%，Dy为0.5%1.5%，Y为l.lX3X，La为0.5%2%，其余为Mg。上述镁基耐磨阻尼减振合金材料的制备方法，其制备过程如下分别按占原料总重Al为5X9X，Sr为2X4X，Sn为2X3X，Fe为0.5%3%，C为0.03-0.09^，Dy为0.5^1.5^，Y为l.l^3^，La为0.5X2%，其余为Mg进行配料；将上述原料中铝、锶、锡、铁、镁、碳置于用SF6气体保护的加热容器内熔化而形成镁、铝、锶、碳、锡、铁合金液；C以碳粒形式加入，碳粒尺寸为0.l-lmm，Sr以镁锶合金形式加入，其中Sr的质量含量为25%，其余以纯金属形式加入；当合金液被加热到710725"时，将配好的稀土金属Y、Dy、La用钟罩压入合金液，其中稀土金属Y、Dy、La的颗粒尺寸均为1-3mm，保温510分钟，即可浇铸成相应铸件；形成的铸件置于110-13(TC的热处理炉中保温0.5-0.8小时后，取出便得到所需耐磨阻尼减振合金。本发明相比现有技术的有益效果如下本发明的镁基耐磨阻尼减振合金由于材料在合成过程中，铁和铝、锡和锶等反应易形成有害硬质的针状化合物，针状对基体的割裂破坏作用大，严重降低了合金的力学性能，稀土元素镝、镧和钇是表面活性元素，可以在化合物凝固长大过程中干扰物相的某一择优生长，抑制了针状化合物的形成。钇可以和锡、铁形成化合物。镝可以和铝、铁形成化合物。镧和锡、镁形成的化合物和锡锶化合物、镁锡化合物、铁铝化合物有强的亲和作用，可以将合金中的锡锶化合物、镁锡化合物、铁铝化合物结合团聚形成短棒状化的化合物复合体，分布在柔韧的基体固溶体中。镝有细化固溶体晶粒的作用。在合金凝固时稀土和碳、铝形成的细小的质点，这些细小的质点成为固溶体和化合物复合体形核的核心，增加了固溶体和化合物粒子的数量，增大了化合物复合体的弥散程度，促使化合物复合体分布均匀。本发明合金材料的镁基体中形成大量的团状化合物复合体，化合物复合体中硬质锡锶化合物、铁铝化合物相间融于有一定韧性的镁锡化合物、稀土铁硅化合物中，这种细小的硬质化合物复合体又处于韧性固溶体包围中。短棒状化合物复合体与基体形成的界面以及化合物复合体内部多重化合物相形成的界面形成若干的内耗源，因此状稀土化合物复合体的作用是有效切断振动的传播，从而大大提高了合金的减振阻尼作用。在化合物复合体中硬质锡锶化合物处于有一定韧性的化合物包围中，而化合物复合体又处于韧性固溶体包围中，起抗磨作用的韧性化合物复合体在与配副的摩擦中不宜碎化脱落，该材料具有良好的耐磨性。本发明的合金性能见表1。合金制备工艺简便，生产的合金材料性能好，而且生产成本低，非常便于工业化生产。四图1为本发明实施例六制得的耐磨阻尼减振合金的金相组织。图中，黑色区的为固溶体枝晶，白色区为稀土化合物复合体。五具体实施方式实施例一按占原料总重A1为5%，Sr为2%，Sn为2%，Fe为0.5%，C为0.03%，Dy为0.5X，Y为1.1%，La为0.5%，其余为Mg进行配料；将上述原料中铝、锶、锡、铁、镁、碳置于用SF6气体保护的加热容器内熔化而形成镁、铝、锶、碳、锡、铁合金液；C以碳粒形式加入，碳粒尺寸为0.l-lmm，Sr以镁锶合金形式加入，其中Sr的质量含量为25%，其余以纯金属形式加入；当合金液被加热到710"时，将配好的稀土金属Y、Dy、La用钟罩压入合金液，其中稀土金属的颗粒尺寸为l-3mm，保温510分钟，即可浇铸成相应铸件；形成的铸件置于110-13(TC的热处理炉中保温0.5-0.8小时后，取出便得到所需耐磨阻尼减振合金。实施例二按占原料总重A1为9X，Sr为4X，Sn为3X，Fe为3X，C为0.09^，Dy为1.5%，Y为3X，La为2X，其余为Mg进行配料，其制备过程同实施例一。实施例三按占原料总重A1为6%，Sr为2.5%，Sn为2.4%，Fe为2%，C为0.06%，Dy为1X，Y为2X，La为lX，其余为Mg进行配料，其制备过程同实施例一。[OO31]实施例四(合金成份不合条件的实例)按占原料总重A1为10X，Sr为5X，Sn为4X，Fe为4X，C为0.12%勿为2%，Y为3%，La为2%，其余为Mg进行配料，其制备过程同实施例一。实施例五(合金成份不合条件的实例)按占原料总重A1为9X，Sr为4X，Sn为3X，Fe为3X，C为0.09^，Dy为1.5%，Y为4%，La为3%，其余为Mg进行配料，其制备过程同实施例一。由实施例四、五可见，合金材料的成份不在适当的范围内，其耐磨性能明显降低。实施例六按占原料总重A1为5X，Sr为2X，Sn为3X，Fe为3X，C为0.09^，Dy为1.5%，Y为1.1%，La为0.5%，其余为Mg进行配料，其制备过程同实施例一。制得的合金材料的金相组织如图l所示。表1中对比合金1、2是现有技术的产品，产品一至产品五为采用本发明方法制得的合金材料，其中产品四与产品五中成分不在设计要求的含量范围内，供性能对比。表1:合金编号成分阻尼性能tan4)(1赫兹，振幅40um)磨耗mg(载荷IOON，磨损时间100min)对比合金1CN200910023238.5号申请中的各成分0.0108-0.0121对比合金2(材料工程杂志2008年第五期，赵旭)AZ31130广口口各成分如本发明实施例一0.012185<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由上表可见，合金中Al、Sr、Sn、Fe、C、La、Y、Dy含量在本案范围内增加，阻尼性能提高；如果Al、Sr、Sn、Fe、C、La、Y、Dy含量超出本案范围，稀土化合物数量太多，形成网状，会明显降低材料的力学性能。权利要求一种镁基耐磨阻尼减振合金材料，该合金材料以镁合金为基体，在镁合金基体上均匀分布着化合物复合体，该合金材料的化学成分的重量百分含量Al为5％～9％，Sr为2％～4％，Sn为2％～3％，Fe为0.5％～3％，C为0.03-0.09％，Dy为0.5％～1.5％，Y为1.1％～3％，La为0.5％～2％，其余为Mg。2.权利要求1所述镁基耐磨阻尼减振合金材料的制备方法，其制备过程如下分别按占原料总重A1为5%9%，Sr为2%4%，Sn为2%3%，Fe为0.5%3%，C为0.03-0.09^，Dy为0.5^1.5^，Y为l.l^3^，La为0.5X2%，其余为Mg进行配料；将上述原料中铝、锶、锡、铁、镁、碳置于用SF6气体保护的加热容器内熔化而形成镁、铝、锶、碳、锡、铁合金液；C以碳粒形式加入，碳粒尺寸为0.l-lmm，Sr以镁锶合金形式加入，其中Sr的质量含量为25%，其余以纯金属形式加入；当合金液被加热到710725t:时，将配好的稀土金属Y、Dy、La用钟罩压入合金液，其中稀土金属Y、Dy、La的颗粒尺寸均为1-3mm，保温510分钟，即可浇铸成相应铸件；形成的铸件置于110-13(TC的热处理炉中保温0.5-0.8小时后，取出便得到所需耐磨阻尼减振A会全文摘要本发明提供一种镁基耐磨阻尼减振合金材料及其制备方法，该合金材料通过在基体中提供稳定板条化合物，提高了合金的阻尼作用。该方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该合金材料以镁合金为基体，在镁合金基体上均匀分布着化合物复合体，该合金材料的化学成分的重量百分含量Al为5％～9％，Sr为2％～4％，Sn为2％～3％，Fe为0.5％～3％，C为0.03-0.09％，Dy为0.5％～1.5％，Y为1.1％～3％，La为0.5％～2％，其余为Mg。文档编号C22C1/02GK101781729SQ201010112489公开日2010年7月21日申请日期2010年2月23日优先权日2010年2月23日发明者王玲,赵浩峰申请人:南京信息工程大学