一种轻质复合镁基合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金材料领域，涉及一种轻质复合镁基合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]镁合金的力学性能与一般铝合金基本相当，而其密度仅为铝合金的2 / 3，故其比强度、比刚度均优于铝合金；同时镁合金还具有弹性模量较低，能吸收较大的冲击功，滞振性较好等特点。在便携产品风行和节能已成为世界性主题的今天，镁合金越来越受到人们的重视。随着电子产业及汽车工业的突飞猛进，人类的生存与资源和环境之间的矛盾日益突出，因此降低产品的自重以减少能源消耗和受污染程度，成为至关重要的问题，镁合金被公认为是当今世界最有前途的轻质材料之一，被誉为21世纪的绿色功能材料。
[0003]镁基合金材料在应用于医疗、建筑等行业中，其机械强度对其使用影响较大，因此，需要提高镁基合金材料的拉伸强度和抗压强度等。
[0004]
【发明内容】
[0005]要解决的技术问题:镁基合金材料具有重量轻、应用范围广的优点，本发明的目的是公开一种轻质复合镁基合金材料及其制备方法，有效的改进镁基合金材料的拉伸强度和抗压强度。
[0006]技术方案:为了解决上述问题，本发明公开了一种轻质复合镁基合金材料，所述的轻质复合镁基合金材料包括下述重量份的成分:
Cr3.5wt%-7.5wt%、
Tc0.2wt%-0.6wt%、
Ru0.lwt%-0.4wt%、
Ta0.2wt%-0.6wt%、
Sb0.5wt%-0.9wt%、
Y0.lwt%-0.3wt%、
Ca0.8wt%-l.5wt%、
Bi0.lwt%-0.5wt%、
Hf0.4wt%-0.9wt%、
Al24wt%_40wt%、
余量为Mg。
[0007]作为优选的方案，所述的一种轻质复合镁基合金材料，所述的轻质复合镁基合金材料包括下述重量份的成分:
Cr4.5wt%-6.5wt%、
Tc0.3wt%-0.5wt%、
Ru0.2wt%-0.3wt%、 Ta0.3wt%-0.5wt%、
Sb0.6wt%-0.8wt%、
Y0.2wt%-0.3wt%、
Ca1.0wt%-l.4wt%、
Bi0.2wt%-0.4wt%、
Hf0.5wt%-0.8wt%、
Al30wt%_36wt%、
余量为Mg。
[0008]所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)按重量百分比分别取Cr 为 3.5wt%-7.5wt%、Tc 为 0.2wt%-0.6wt%、Ru 为0.lwt%-0.4wt%、Ta 为 0.2wt%-0.6wt%、Sb 为 0.5wt%-0.9wt%、Y 为 0.lwt%-0.3wt%、Ca 为
0.8wt%-l.5wt%、Bi 为 0.lwt%-0.5wt%、Hf 为 0.4wt%-0.9wt%、Al 为 24wt%_40wt%、余量为 Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；
(2)将高温熔炼炉内温度升高为720-780°C，在该温度下熔炼2-4h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1150-1190°C，在该温度下熔炼3-5h;
(4)降低高温熔炼炉温度为500-550°C，在该温度下保温2-4h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0009]作为优选的方案，所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，所述的步骤(2 )中将高温熔炼炉内温度升高为750°C，在该温度下熔炼3h。
[0010]作为优选的方案，所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，所述的步骤(3 )中再升高高温熔炼炉温度为1170°C，在该温度下熔炼4h。
[0011]作为优选的方案，所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，所述的步骤(4)中降低高温熔炼炉温度为520°C，在该温度下保温3h。
[0012]有益效果:本发明的制备方法制备得到的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度在450MPa以上，其抗压强度在500MPa以上。改进了制备的轻质复合镁基合金材料的性能，加入的金属兀素如Ru、Ta、Sb、Bi等对提尚其性能都有非常关键的作用。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]实施例1
(1)按重量百分比分别取Cr 为 7.5wt%、Tc 为 0.2wt%、Ru 为 0.4wt%、Ta 为 0.6wt%、Sb为 0.9wt%、Y 为 0.3wt%、Ca 为 0.8wt%、Bi 为 0.lwt%、Hf 为 0.4wt%、Al 为 40wt%、余量为 Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；
(2)将高温熔炼炉内温度升高为780°C，在该温度下熔炼4h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1190°C，在该温度下熔炼3h;
(4)降低高温熔炼炉温度为500°C，在该温度下保温2h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0015]实施例1的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度为454MPa，抗压强度为507MPa。
[0016]实施例2 (1)按重量百分比分别取Cr 为 3.5wt%、Tc 为 0.6wt%、Ru 为 0.lwt%、Ta 为 0.2wt%、Sb为 0.5wt%、Y 为 0.lwt%、Ca 为 1.5wt%、Bi 为 0.5wt%、Hf 为 0.9wt%、Al 为 24wt%、余量为 Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；
(2)将高温熔炼炉内温度升高为720°C，在该温度下熔炼2h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1150°C，在该温度下熔炼5h;
(4)降低高温熔炼炉温度为550°C，在该温度下保温4h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0017]实施例2的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度为461MPa，抗压强度为505MPa。
[0018]实施例3
(1)按重量百分比分别取Cr 为 6.5wt%、Tc 为 0.5wt%、Ru 为 0.3wt%、Ta 为 0.5wt%、Sb为 0.6wt%、Y 为 0.3wt%、Ca 为 1.4wt%、Bi 为 0.4wt%、Hf 为 0.5wt%、Al 为 36wt%、余量为 Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；
(2)将高温熔炼炉内温度升高为780°C，在该温度下熔炼4h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1190°C，在该温度下熔炼3h;
(4)降低高温熔炼炉温度为500°C，在该温度下保温2h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0019]实施例3的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度为471MPa，抗压强度为513MPa。
[0020]实施例4
(1)按重量百分比分别取Cr 为 4.5wt%、Tc 为 0.3wt%、Ru 为 0.2wt%、Ta 为 0.3wt%、Sb为 0.8wt%、Y 为 0.2wt%、Ca 为 1.0wt%、Bi 为 0.2wt%、Hf 为 0.8wt%、Al 为 30wt%、余量为 Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；
(2)将高温熔炼炉内温度升高为720°C，在该温度下熔炼2h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1150°C，在该温度下熔炼5h;
(4)降低高温熔炼炉温度为550°C，在该温度下保温4h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0021]实施例4的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度为474MPa，抗压强度为512MPa。
[0022]实施例5
(1)按重量百分比分别取Cr 为 5.5wt%、Tc 为 0.4wt%、Ru 为 0.2wt%、Ta 为 0.4wt%、Sb为 0.7wt%、Y 为 0.2wt%、Ca 为 1.2wt%、Bi 为 0.3wt%、Hf 为 0.7wt%、Al 为 33wt%、余量为 Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；
(2)将高温熔炼炉内温度升高为750°C，在该温度下熔炼3h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1170°C，在该温度下熔炼4h;
(4)降低高温熔炼炉温度为520°C，在该温度下保温3h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0023]实施例5的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度为482MPa，抗压强度为519MPa。
[0024]对比例I
(I)按重量百分比分别取Cr为3.5wt%、Tc为0.6wt%、Sb为0.5wt%、Y为0.lwt%、Ca为
1.5wt%、Bi为0.5wt%、Hf为0.9wt%、Al为24wt%、余量为Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内； (2)将高温熔炼炉内温度升高为720°C，在该温度下熔炼2h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1150°C，在该温度下熔炼5h;
(4)降低高温熔炼炉温度为550°C，在该温度下保温4h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0025]对比例I的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度为422MPa，抗压强度为478MPa。
[0026]对比例2
(1)按重量百分比分别取Cr为3.5wt%、Tc为0.6wt%、Ru为0.lwt%、Ta为0.2wt%、Y为0.lwt%、Ca为1.5wt%、Hf为0.9wt%、Al为24wt%、余量为Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；
(2)将高温熔炼炉内温度升高为720°C，在该温度下熔炼2h;
(3)再升高高温熔炼炉温度为1150°C，在该温度下熔炼5h;
(4)降低高温熔炼炉温度为550°C，在该温度下保温4h;
(5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
[0027]对比例2的轻质复合镁基合金材料的拉伸强度为419MPa，抗压强度为481MPa。
【主权项】
1.一种轻质复合镁基合金材料，其特征在于，所述的轻质复合镁基合金材料包括下述重量份的成分: Cr3.5wt%-7.5wt%、 Tc0.2wt%-0.6wt%、 Ru0.lwt%-0.4wt%、 Ta0.2wt%-0.6wt%、 Sb0.5wt%-0.9wt%、 Y0.lwt%-0.3wt%、 Ca0.8wt%-l.5wt%、 Bi0.lwt%-0.5wt%、 Hf0.4wt%-0.9wt%、 Al24wt%_40wt%、 余量为Mg。2.根据权利要求1所述的一种轻质复合镁基合金材料，其特征在于，所述的轻质复合镁基合金材料包括下述重量份的成分: Cr4.5wt%-6.5wt%、 Tc0.3wt%-0.5wt%、 Ru0.2wt%-0.3wt%、 Ta0.3wt%-0.5wt%、 Sb0.6wt%-0.8wt%、 Y0.2wt%-0.3wt%、 Ca1.0wt%-l.4wt%、 Bi0.2wt%-0.4wt%、 Hf0.5wt%-0.8wt%、 Al30wt%_36wt%、 余量为Mg。3.根据权利要求1所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤:(1)按重量百分比分别取Cr 为 3.5wt%-7.5wt%、Tc 为 0.2wt%-0.6wt%、Ru 为0.lwt%-0.4wt%、Ta 为 0.2wt%-0.6wt%、Sb 为 0.5wt%-0.9wt%、Y 为 0.lwt%-0.3wt%、Ca 为0.8wt%-l.5wt%、Bi 为 0.lwt%-0.5wt%、Hf 为 0.4wt%-0.9wt%、Al 为 24wt%_40wt%、余量为 Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内； (2)将高温熔炼炉内温度升高为720-780°C，在该温度下熔炼2-4h; (3)再升高高温熔炼炉温度为1150-1190°C，在该温度下熔炼3-5h; (4)降低高温熔炼炉温度为500-550°C，在该温度下保温2-4h; (5)最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。4.根据权利要求3所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中将高温熔炼炉内温度升高为750°C，在该温度下熔炼3h。5.根据权利要求3所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中再升高高温熔炼炉温度为1170°C，在该温度下熔炼4h。6.根据权利要求3所述的一种轻质复合镁基合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中降低高温熔炼炉温度为520°C，在该温度下保温3h。
【专利摘要】本发明属于复合金属材料领域，公开了一种轻质复合镁基合金材料及其制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：（1）分别取Cr、Tc为、Ru、Ta、Sb、Y、Ca、Bi、Hf、Al、余量为Mg，将上述的金属成分加入至高温熔炼炉内；（2）将高温熔炼炉内温度升高为720-780℃，在该温度下熔炼2-4h；（3）再升高高温熔炼炉温度为1150-1190℃，在该温度下熔炼3-5h；（4）降低高温熔炼炉温度为500-550℃，在该温度下保温2-4h；（5）最后浇筑为镁基合金锭，制备得到轻质复合镁基合金材料。
【IPC分类】C22C23/02, C22C1/02
【公开号】CN105132775
【申请号】CN201510570644
【发明人】刘莉, 王爽, 邱晶
【申请人】苏州莱特复合材料有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月10日