一种镁基粉末冶金复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种镁基粉末冶金复合材料及其制备方法，该复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉2%-5%、铜粉1%-3%、镍粉0.2%-0.8%、铬粉2%-3%、铝粉10%-15%、锌粉0.5%-1%、SiC颗粒16%-20%，余量为镁粉，其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度≥99.5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度≥99.9%。制备方法：a.于70-90℃下干燥5-8小时；b.于500-750℃条件下烧结1-3小时。本发明制备的镁基粉末冶金复合材料的耐磨性能好，能够满足实际应用中对镁基粉末冶金复合材料耐磨性能的要求。
【专利说明】一种镁基粉末冶金复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及粉末冶金复合材料及其制备方法，特别涉及一种镁基粉末冶金复合材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、核工业等领域，成为新材料科学中最具 发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性 好等一系列优点，非常适合于大批量生产。
[0003] 另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉 末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。
[0004] 目前，镁合金以其密度低、比强度和比刚度高、减震性能好等优点受到国内外研究 人员的广泛关注，并被广泛应用于汽车工业、航空航天工业等领域，但是目前镁合金所存在 的问题是耐磨性能不佳，因而在一定程度上限制了其广泛应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服以上现有技术的不足而提供一种耐磨性能好，并广泛应 用的镁基粉末冶金复合材料及其制备方法。
[0006] 本发明的一种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉 2% -5 %、铜粉 1 % -3 %、镍粉 0.2 % -0.8 %、铬粉 2 % -3 %、铝粉 10% -15 %、锌粉 0. 5% -1%、SiC颗粒16% -20%，余量为镁粉，其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度 彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0007] 优选的，一种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉 3% -4%、铜粉 L 5% -2. 5%、镍粉 0· 4% -0· 6%、铬粉 2. 2% -2. 8%、铝粉 12% -14%、锌 粉0.6% -0.8%、SiC颗粒17% -19%，余量为镁粉，其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯 度彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0008] 更优选的，一种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉 3. 5%、铜粉2 %、镍粉0.5 %、铬粉2. 5 %、铝粉13 %、锌粉0.7 %、SiC颗粒18%，余量为 镁粉，其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度 彡 99. 9%。
[0009] -种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010] a :将各组份混合均匀，然后于70-90°C下干燥5-8小时；
[0011] b :然后于500-750°C条件下烧结1-3小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其 中升温速率为150-180°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度彡99. 5%，镁粉的 粒度为40-60微米，纯度> 99. 9 %。
[0012] 优选的，步骤a中所述的于80°C下干燥6. 5小时。
[0013] 优选的，步骤b中所述的升温速率为165°C /min。
[0014] 有益效果：
[0015] 1、本发明对制备的复合材料进行了摩擦磨损实验，实验数据结果表明镍、铬、锌和 SiC颗粒的加入显著提高了镁合金的性能，且SiC颗粒越小，制备的镁基粉末冶金复合材料 的摩擦系数越大，摩擦系数稳定性越好。
[0016] 2、本发明工艺简单，操作方便，制备成本低，制备的镁基粉末冶金复合材料的耐磨 性能好，能够满足实际应用中对镁基粉末冶金复合材料耐磨性能的要求。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1
[0018] 一种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉2%、铜粉1%、 镍粉0. 2%、铬粉2%、铝粉10%、锌粉0. 5%、SiC颗粒16%，余量为镁粉，其中SiC颗粒的 粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0019] 一种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020] a :将各组份混合均勻，然后于70°C下干燥5小时；
[0021] b :然后于500°C条件下烧结1小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其中升温 速率为150°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60 微米，纯度> 99. 9%。
[0022] 实施例2
[0023] -种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉5 %、铜粉3 %、 镍粉0. 8 %、铬粉3 %、铝粉15 %、锌粉1 %、SiC颗粒20 %，余量为镁粉，其中SiC颗粒的粒 度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0024] -种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0025] a :将各组份混合均勻，然后于75°C下干燥6小时；
[0026] b :然后于550°C条件下烧结3小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其中升温 速率为155°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60 微米，纯度> 99. 9%。
[0027] 实施例3
[0028] -种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉3%、铜粉 1. 5%、镍粉0. 4%、铬粉2. 2%、铝粉12%、锌粉0. 6%、SiC颗粒17%，余量为镁粉，其中SiC 颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0029] -种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0030] a :将各组份混合均勻，然后于80°C下干燥7小时；
[0031] b :然后于600°C条件下烧结2小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其中升温 速率为160°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60 微米，纯度> 99. 9%。
[0032] 实施例4
[0033] -种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉4 %、铜粉 2. 5%、镍粉0. 6%、铬粉2. 8%、铝粉14%、锌粉0. 8%、SiC颗粒19%，余量为镁粉，其中SiC 颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0034] 一种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0035] a :将各组份混合均勻，然后于85°C下干燥8小时；
[0036] b :然后于700°C条件下烧结2. 5小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其中 升温速率为170°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为 40-60微米，纯度彡99.9%。
[0037] 实施例5
[0038] -种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉3. 5%、铜粉 2%、镍粉0.5%、铬粉2. 5%、铝粉13%、锌粉0.7%、SiC颗粒18%，余量为镁粉，其中SiC 颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0039] -种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0040] a :将各组份混合均匀，然后于80°C下干燥6. 5小时；
[0041] b :然后于650°C条件下烧结2小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其中升温 速率为165°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60 微米，纯度> 99. 9%。
[0042] 实施例6
[0043] 一种镁基粉末冶金复合材料由以下重量百分比的物质组成：铁粉4%、铜粉 2. 5%、镍粉0. 5%、铬粉2. 5%、铝粉14%、锌粉0. 7%、SiC颗粒20%，余量为镁粉，其中SiC 颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
[0044] 一种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0045] a :将各组份混合均匀，然后于90°C下干燥5小时；
[0046] b :然后于750°C条件下烧结3小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其中升温 速率为180°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60 微米，纯度> 99. 9%。
[0047] 将上述实施例1至实施例6制备的镁基粉末冶金复合材料进行硬度性能测试，测 试结果见表1。
[0048] 表 1
[0049]
【权利要求】
1. 一种镁基粉末冶金复合材料，其特征在于它是由以下重量百分比的物质组成：铁 粉 2%-5%、铜粉 1%-3%、镍粉 0. 2%-0. 8%、铬粉 2%-3%、铝粉 10%-15%、锌粉 0. 5%-1%、SiC 颗 粒16%-20%，余量为镁粉，其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为 40-60 微米，纯度 > 99.9%。
2. 根据权利要求1所述的一种镁基粉末冶金复合材料，其特征在于由以下重量百分比 的物质组成：铁粉3%-4%、铜粉1. 5%-2. 5%、镍粉0. 4%-0. 6%、铬粉2. 2%-2. 8%、铝粉12%-14%、 锌粉0. 6%-0. 8%、SiC颗粒17%-19%，余量为镁粉，其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度 彡99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯度> 99. 9%。
3. 根据权利要求1所述的一种镁基粉末冶金复合材料，其特征在于由以下重量百分比 的物质组成：铁粉3. 5%、铜粉2%、镍粉0. 5%、铬粉2. 5%、铝粉13%、锌粉0. 7%、SiC颗粒18%， 余量为镁粉，其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度> 99. 5%，镁粉的粒度为40-60微米，纯 度彡99. 9%。
4. 一种如权利要求1至3任一项所述的镁基粉末冶金复合材料的制备方法，其特征在 于包括以下步骤： a :将各组份混合均匀，然后于70-90°C下干燥5-8小时； b :然后于500-750°C条件下烧结1-3小时，冷却后即得镁基粉末冶金复合材料，其中升 温速率为150-180°C /min ;其中SiC颗粒的粒度为5-15微米，纯度彡99. 5%，镁粉的粒度为 40-60 微米，纯度 > 99.9%。
5. 根据权利要求4所述的一种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，其特征在于步骤a 中所述的于80°C下干燥6. 5小时。
6. 根据权利要求4所述的一种镁基粉末冶金复合材料的制备方法，其特征在于步骤b 中所述的升温速率为165°C /min。
【文档编号】C22C1/05GK104384497SQ201410587449
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】刘莉, 王爽, 邱晶, 刘晓东, 黄明明 申请人:苏州莱特复合材料有限公司