一种球磨法制备非晶镁合金的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非晶合金制备方法，尤其是涉及一种球磨法制备非晶镁合金的方法。
【背景技术】
[0002]镁及镁合金以其密度小、比强度高、吸震性好、铸造性能好、尺寸稳定性高等优点，广泛应用于许多领域。然而由于镁和镁合金耐腐蚀性能较差，限制了其发展。非晶合金由于不存在晶粒和晶界，减少了晶界带来的缺陷，提高了材料的耐腐蚀性能和机械性能。
[0003]目前，非晶态镁合金的制备一般采用传统快淬法制得粉末形态的非晶镁合金，其无法成形为块状，用途狭窄，另外，快淬法制备非晶镁合金的工艺步骤复杂。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种步骤简单、安全可靠的球磨法制备非晶镁合金的方法。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种球磨法制备非晶镁合金的方法，包括以下步骤:
[0007]将混合好的镁合金粉末与球磨球进行离心混料后置入真空夹层球磨罐中；
[0008]真空夹层球磨罐内抽真空，并向真空夹层球磨罐中通入惰性气体形成保护，防止氧化，再向真空夹层球磨罐夹层中灌入液氮进行冷却；
[0009]在行星式球磨机上进行球磨，期间持续加液氮保持冷却，即得非晶镁合金粉末。
[0010]球磨球与镁合金粉末的球料比为(5?30):1，优选为20:1。
[0011]所述的镁合金粉末由以下组分及重量百分比的原料配制而成:Mg60-68%,Zn25-32%,Si 1-4%，Ca 3-4%,Zr 0.1-0.5%。上述镁合金粉末的比例设置是用于实现适合球磨形成非晶形态的优选比例。
[0012]进行球磨的工艺条件为:300?400r/min的转速球磨至少40小时，转速优选为380r/mino
[0013]所述的真空夹层球磨罐包括一腔体、在腔体的外侧为液氮夹层，在腔体的上方设置密封盖板，所述的密封盖板与腔体之间通过卡钳密封连接，所述的腔体上设置用于与真空抽滤机相连的抽真空接口，在抽真空接口上设置有可拆钥匙阀，所述的液氮夹层设置液氮入口螺纹堵头与泄压阀。
[0014]所述的真空夹层球磨罐使用时，将镁合金粉末与球磨球加入离心混料机混合均匀后，打开密封盖板，将球磨球与镁合金粉末倒入腔体内，盖上密封盖板，拧紧密封用卡钳。将抽真空接口与真空抽滤机相连，顺时针转动可拆钥匙阀若干圈后提起，使通道打开。打开真空抽滤机，同时通入惰性气体。抽真空完毕，按下可拆钥匙阀，逆时针转动若干圈后关闭真空抽滤机，卸下可拆钥匙阀，此时腔体内处于惰性气体保护状态。选用适当配重，将球磨罐固定在行星式球磨机上，拧开液氮入口螺纹堵头并灌入液氮至液氮夹层，拧紧液氮入口螺纹堵头。设定转速350?400r/min，开启行星式球磨机，运行每半小时暂停加一次液氮冷却，液氮的目的在于使球磨球与镁合金粉末的混合物进行冷焊。直至40小时以上。泄荷阀可保证气压平衡，防止氮气冲出阀门。结束后拆下密封用卡钳，打开密封盖板即可得非晶态镁合金粉末。
[0015]所述的惰性气体包括氦气或氩气，惰性气体的作用在于防止镁合金粉末的氧化。
[0016]与现有技术相比，本发明采用球磨的方法制备非晶镁合金，本发明严格限定了球磨的工艺条件，随着球磨时间的延长，造成了镁合金粉末晶粒细化，在球磨过程中采用惰性气体保护，防止了镁合金粉末氧化，并且采用液氮夹层使球磨球与镁合金粉末的混合物进行冷焊。球磨过程中，具有很大动能的磨球把不同粉末压延，焊合，形成在层间有一定原子结合力的多层复合颗粒，又经过反复的破碎和冷焊，粉末晶态结构被破坏，机械能被粉末吸收，使能量积累，又由于原子间的扩散过程，内部构成不稳定的非晶。本发明可以以较简单的步骤，较安全的操作制备非晶镁合金，从而实现非晶镁合金进一步的应用。
【附图说明】
[0017]图1为真空夹层球磨罐的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0019]实施例1
[0020]一种球磨法制备非晶镁合金的方法，包括以下步骤:
[0021 ]将混合好的镁合金粉末与球磨球进行离心混料后置入真空夹层球磨罐中；真空夹层球磨罐内抽真空，并向真空夹层球磨罐中通入氦气形成保护，防止氧化，再向真空夹层球磨罐夹层中灌入液氮进行冷却;在行星式球磨机上进行球磨，球磨的工艺条件为300r/min的转速球磨至少40小时，期间持续加液氮保持冷却，即得非晶镁合金粉末。
[0022]球磨球与镁合金粉末的球料比为5:1，镁合金粉末由以下组分及重量百分比的原料配制而成:Mg 60% ,Zn32% ,Si3.5% ,Ca 4% ,Zr 0.5%。
[0023]如图1所示，真空夹层球磨罐包括一腔体8、在腔体8的外侧为液氮夹层7，在腔体8的上方设置密封盖板6，密封盖板6与腔体8之间通过卡钳4密封连接，腔体8上设置用于与真空抽滤机相连的抽真空接口 1，在抽真空接口 1上设置有可拆钥匙阀2，液氮夹层7设置液氮入口螺纹堵头5与泄压阀3。
[0024]真空夹层球磨罐使用时，将镁合金粉末与球磨球加入离心混料机混合均匀后，打开密封盖板6，将球磨球与镁合金粉末倒入腔体8内，盖上密封盖板6，拧紧密封用卡钳4。将抽真空接口 1与真空抽滤机相连，顺时针转动可拆钥匙阀2若干圈后提起，使通道打开。打开真空抽滤机，同时通入惰性气体。抽真空完毕，按下可拆钥匙阀2，逆时针转动若干圈后关闭真空抽滤机，卸下可拆钥匙阀2，此时腔体8内处于惰性气体保护状态。选用适当配重，将球磨罐固定在行星式球磨机上，拧开液氮入口螺纹堵头5并灌入液氮至液氮夹层7，拧紧液氮入口螺纹堵头5。设定转速350?400r/min，开启行星式球磨机，运行每半小时暂停加一次液氮冷却，液氮的目的在于使球磨球与镁合金粉末的混合物进行冷焊。直至40小时以上。泄荷阀3可保证气压平衡，防止氮气冲出阀门。结束后拆下密封用卡钳4，打开密封盖板6即可得非晶态镁合金粉末。
[0025]实施例2
[0026]与实施例1不同之处在于，本实施例中，球磨的工艺条件为400r/min的转速球磨至少40小时，球磨球与镁合金粉末的球料比为30:1，镁合金粉末由以下组分及重量百分比的原料配制而成:Mg 68%,Zn 25%,Si 3.9%,Ca 3%,Zr 0.1%o
[0027]实施例3
[0028]与实施例1不同之处在于，本实施例中，球磨的工艺条件为380r/min的转速球磨至少40小时，球磨球与镁合金粉末的球料比为20:1，镁合金粉末由以下组分及重量百分比的原料配制而成:Mg 65%,Zn 31%,Si l%,Ca 3.7%,Zr 0.3%。
[0029]实施例4
[°03°]与实施例1不同之处在于，本实施例中，球磨的工艺条件为380r/min的转速球磨至少40小时，球磨球与镁合金粉末的球料比为20:1，镁合金粉末由以下组分及重量百分比的原料配制而成:Mg 63% ,Ζη 29.6% ,Si 4% ,Ca 3.1% ,Zr 0.3%o
[0031]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种球磨法制备非晶镁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤: 将混合好的镁合金粉末与球磨球进行离心混料后置入真空夹层球磨罐中； 真空夹层球磨罐内抽真空，并向真空夹层球磨罐中通入惰性气体形成保护，防止氧化，再向真空夹层球磨罐夹层中灌入液氮进行冷却； 在行星式球磨机上进行球磨，期间持续加液氮保持冷却，即得非晶镁合金粉末。2.根据权利要求1所述的一种球磨法制备非晶镁合金的方法，其特征在于，球磨球与镁合金粉末的球料比为(5?30):1，优选为20:1。3.根据权利要求1所述的一种球磨法制备非晶镁合金的方法，其特征在于，所述的镁合金粉末由以下组分及重量百分比的原料配制而成:Mg 60-68%,Zn 25-32%,Si l-4%,Ca3-4% ,Zr 0.卜 0.5%。4.根据权利要求1所述的一种球磨法制备非晶镁合金的方法，其特征在于，进行球磨的工艺条件为:300?400r/min的转速球磨至少40小时。5.根据权利要求1所述的一种球磨法制备非晶镁合金的方法，其特征在于，所述的真空夹层球磨罐包括一腔体(8)、在腔体(8)的外侧为液氮夹层(7)，在腔体(8)的上方设置密封盖板(6)，所述的密封盖板(6)与腔体(8)之间通过卡钳(4)密封连接，所述的腔体(8)上设置用于与真空抽滤机相连的抽真空接口(1)，在抽真空接口(1)上设置有可拆钥匙阀(2)，所述的液氮夹层(7)设置液氮入口螺纹堵头(5)与泄压阀(3)。6.根据权利要求1所述的一种球磨法制备非晶镁合金的方法，其特征在于，所述的惰性气体包括氦气或氩气。
【专利摘要】本发明涉及一种球磨法制备非晶镁合金的方法，将混合好的镁合金粉末与球磨球进行离心混料后置入真空夹层球磨罐中；真空夹层球磨罐内抽真空，并向真空夹层球磨罐中通入惰性气体形成保护，防止氧化，再向真空夹层球磨罐夹层中灌入液氮进行冷却；在行星式球磨机上进行球磨，期间持续加液氮保持冷却，即得非晶镁合金粉末。本发明严格限定了球磨的工艺条件，随着球磨时间的延长，造成了镁合金粉末晶粒细化，并使得镁合金粉末非晶化，在球磨过程中采用惰性气体保护，防止了镁合金粉末氧化，并且采用液氮夹层使球磨球与镁合金粉末的混合物进行冷焊。本发明可以以较简单的步骤，较安全的操作制备非晶镁合金，从而实现非晶镁合金进一步的应用。
【IPC分类】C22C45/00
【公开号】CN105483571
【申请号】CN201610060150
【发明人】严彪, 严鹏飞, 谈正中, 戚孝群, 赵一鹤
【申请人】同济大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月28日