本发明涉及金属材料领域，具体是一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料。
背景技术
镁是地壳中分布最广的元素之一，占地壳重量的2.77％，为第四个最丰富的金属元素(位于al、fe、ca)之后。镁铝合金是合金中的一种，一般密度在1.8g·cm-3左右，镁和铝的合金的低密度使其比性能提高。镁铝合金具有很好的强度、刚性和尺寸稳定性。镁合金是最轻的有色金属合金，具有质轻、阻尼减震性能好、易加工成型的优点，在航空、航天、交通、通讯、电子工业中得到较广泛的应用；但镁合金存在强度低、硬度低、耐腐蚀性能差、热稳定性差的缺陷，使镁合金的应用受到很大的局限。
为了提高镁合金的力学性能，常在镁合金中掺杂稀土材料，例如钇、钐、铽等，稀土元素的加入使镁合金的成本大幅提高，在提高强度的同时，也降低了镁合金的塑性，使镁合金的塑性成形变得困难，限制了镁合金的应用范围，同时抗氧化性较差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，其质量百分比组成为：mg为40％-50％，sn为20％～30％；zn为10-20％，sr为0.3％～0.6％，si为4％～6％，pb为3％～7％，fe为5％～10％，mn为4％～6％,0.01％～0.1％的ti，其余为al，铜丝为纯铜，其直径为1-2mm，铁丝的化学成分的重量百分含量：c为0.09％-0.15％，si为0.2％～0.3％,mn为0.25-0.35％,p<0.02％,s<0.025％,其余为fe，铁丝的直径为1-2mm，两种金属丝共占材料的体积百分比为10％；取铜丝按照常规方法对其表面进行镀钴处理制备镀钴铜丝；取铁丝按照常规方法对其表面进行镀铬处理制备镀铬铁丝；按清洁球生产的常规方法将上述镀钴铜丝及镀铬铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团，两根丝同时成型，形成双丝金属丝团，成型可按洗碗用的清洁球或称钢丝球的方法，金属丝团直径为15cm，将金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝团的松紧程度由铜丝和铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待合金液浇注。
作为本发明进一步的方案：所述镀钴层厚度为50微米，所述镀铬层的厚度为100微米。
作为本发明进一步的方案：将所述zn替换为常见镁铝合金中含有的一种原料cu。
作为本发明进一步的方案：将所述zn替换为zn和cu，并保证原先zn的质量百分数等于替换后zn和cu的质量百分数之和。
一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料的制备方法，步骤如下：
1)按照配比将sn﹑zn置于工频电炉内，加热，完全熔化后保温至400度；
2)保温15-20分钟后，将相应比例的其余材料添加到锡锌合金溶液中，并升温至1300-1350度进行综合熔炼，完全熔化后保温至1200度；
3)用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，覆盖高纯度鳞片状石墨粉；
4)继续以1200度进行保温，时间为1-1.5小时，用光谱仪对从工频电炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
5)用钟罩依次压入锌合金专用精炼剂、除气剂、清渣剂，待温度降到550～600℃，
6)将上述锌合金溶液浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态合金液将镀钴铜丝及镀铬铁丝包围，然后冷却凝固。
作为本发明进一步的方案：步骤3)中所述高纯度鳞片状石墨粉的厚度为15-20cm。
作为本发明进一步的方案：步骤1)所述sn﹑zn置于工频电炉内的加热温度为695-705℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有明显的先进性，是针对镁合金强度低、硬度低、塑性差、耐腐蚀性差、热稳定性差的缺陷，采用在镁合金中掺杂铝、锌、铜、锡、硅等，制备的镁铝硅锌合金板的金相组织致密性好，硬度达80hv，抗拉强度达340mpa，塑性韧性好，可在多种工业领域应用，同时添加钛和锰能够提高抗氧化性，大大提高了使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，其质量百分比组成为：mg为40％，sn为20％；zn为10％，sr为0.3％，si为4％，pb为3％，fe为5％，mn为4％，ti为0.01％，其余为al；铜丝为纯铜，其直径为1.5mm。铁丝的化学成分的重量百分含量：c为0.1％，si为0.25％,mn为0.25％,p<0.02％,s<0.025％,其余为fe；该铁丝的直径为1mm；两种金属丝共占材料的体积百分比为10％；取铜丝按照常规方法对其表面进行镀钴处理制备镀钴铜丝；镀钴层厚度为50微米；取铁丝按照常规方法对其表面进行镀铬处理制备镀铬铁丝；镀铬层的厚度为100微米；按清洁球生产的常规方法将上述镀钴铜丝及镀铬铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团，两根丝同时成型，形成双丝金属丝团，成型可按洗碗用的清洁球或称钢丝球的方法，金属丝团直径为15cm，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝团的松紧程度由铜丝和铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待合金液浇注；
实施例1的耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料的制备方法，包括如下步骤：
1)按照配比将sn﹑zn置于工频电炉内，加热695-705℃，完全熔化后保温至400度；
2)保温15-20分钟后，将相应比例的其余材料添加到锡锌合金溶液中，并升温至1300-1350度进行综合熔炼，完全熔化后保温至1200度；
3)用石墨棒将完全熔化的合金液体充分搅拌后，覆盖高纯度鳞片状石墨粉以防止其氧化，厚度为15-20cm；
4)继续以1200度进行保温，时间为1-1.5小时，用光谱仪对从工频电炉内取出的样品进行三次成分检验，以确定其合金成分在规定范围之内；
5)用钟罩依次压入锌合金专用精炼剂、除气剂、清渣剂，待温度降到550～600℃，将上述锌合金溶液浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态合金液将镀钴铜丝及镀铬铁丝包围，然后冷却凝固，得到以镁锌合金为基体的其中分布有金属丝团的强韧性材料。
实施例2：
一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，其质量百分比组成为：mg为42％，sn为22％，zn为13％，sr为0.6％，si为6％，pb为5％，fe为6％，mn为5.5％,ti为0.03％，其余为al；铜丝为纯铜，其直径为1.3mm。铁丝的化学成分的重量百分含量：c为0.1％，s为0.25％,mn为0.25％,p<0.02％,s<0.025％,其余为fe；该铁丝的直径为1.3mm；两种金属丝共占材料的体积百分比为10％；取铜丝按照常规方法对其表面进行镀钴处理制备镀钴铜丝；镀钴层厚度为50微米；取铁丝按照常规方法对其表面进行镀铬处理制备镀铬铁丝；镀铬层的厚度为100微米；其余步骤同实施例1。
实施例3：
一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，其质量百分比组成为：mg为45％，sn为25％，zn为15％，sr为0.4％，si为5％，pb为5％，fe为7％，mn为5％，ti为0.06％，其余为al；铜丝为纯铜，其直径为1.5mm。铁丝的化学成分的重量百分含量：c为0.1％，si为0.25％,mn为0.25％,p<0.02％,s<0.025％,其余为fe；该铁丝的直径为1.5mm；两种金属丝共占材料的体积百分比为10％；取铜丝按照常规方法对其表面进行镀钴处理制备镀钴铜丝；镀钴层厚度为50微米；取铁丝按照常规方法对其表面进行镀铬处理制备镀铬铁丝；镀铬层的厚度为100微米；其余步骤同实施例1。
实施例4：
一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，其质量百分比组成为：mg为48％，sn为28％，zn为17％，sr为0.5％，si为6％，pb为8％，fe为8％，mn为5％,ti为0.07％，其余为al；铜丝为纯铜，其直径为1.8mm。铁丝的化学成分的重量百分含量：c为0.15％，si为0.25％,mn为0.25％,p<0.02％,s<0.025％,其余为fe；该铁丝的直径为1.8mm；两种金属丝共占材料的体积百分比为10％；取铜丝按照常规方法对其表面进行镀钴处理制备镀钴铜丝；镀钴层厚度为50微米；取铁丝按照常规方法对其表面进行镀铬处理制备镀铬铁丝；镀铬层的厚度为100微米；其余步骤同实施例1。
实施例5：
一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，其质量百分比组成为：mg为50％，sn为30％；zn为20％，sr为0.6％，si为6％，pb为10％，fe为10％，mn为6％,ti为0.1％，其余为al；铜丝为纯铜，其直径为2mm。铁丝的化学成分的重量百分含量：c为0.1％，s为0.25％,mn为0.25％,p<0.02％,s<0.025％,其余为fe；该铁丝的直径为2mm；两种金属丝共占材料的体积百分比为10％；取铜丝按照常规方法对其表面进行镀钴处理制备镀钴铜丝；镀钴层厚度为50微米；取铁丝按照常规方法对其表面进行镀铬处理制备镀铬铁丝；镀铬层的厚度为100微米；其余步骤同实施例1。
对比例1：
对比例1与实施例1—5的区别在于，原料中的zn替换为常见镁铝合金中含有的一种原料cu，其余步骤不变。
对比例2：
对比例2与实施例4的区别在于，一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，将所述zn替换为zn和cu，并保证原先zn的质量百分数等于替换后zn和cu的质量百分数之和，具体的质量百分比组成为：mg为48％，sn为28％，zn为10％，sr为0.5％，si为6％，cu为7％，pb为8％，fe为7％，mn为5％,ti为0.07％，其余为al，其余同实施例4。
对比例3：
对比例3与实施例5的区别在于，一种耐磨抗氧化的新型镁锌合金材料，将所述zn替换为zn和cu，并保证原先zn的质量百分数等于替换后zn和cu的质量百分数之和，具体的质量百分比组成为：mg为50％，sn为30％；zn为13％，sr为0.6％，si为6％，pb为10％，cu为7％fe为10％，mn为6％,ti为0.1％，其余为al，其余同实施例5。
表1为实施例1-5和对比例1-3所得产品的性能对比：
由表1可知，产品7和产品8的金相组织致密性、硬度及抗拉强度相对较好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。