一种增强型镁基合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种增强型镁基合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 镁合金是继钢材和铝材之后的第三大工程材料，由于其具有强度高、加工性优良、 电磁屏蔽性能优异以及可回收利用等优点，广泛应用于汽车、工业制造、航空等领域。然而， 镁合金也有其不足之处：例如化学性质活泼、易燃、强度不高、不耐热、易腐蚀等等。更为甚 的，镁合金的强度不足在很大程度上限制了其应用，普通镁合金的抗拉强度为200~300Mpa， 拉伸屈服强度为100~250Mpa，平均伸长率为2°/『8%，因此提升镁合金强度的研发与应用成 了研究热点。
【发明内容】
[0003] 要解决的技术问题是：为了解决镁合金材料的强度不高的问题，提供一种增强型 镁基合金材料及其制备方法。
[0004] 技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种增强型镁基合金材料，由以下重 量份的原料制成：镁粉50~70份、稀土 3~12份、氧化锆粉末7~20份、硅粉5~12份、锌粉5~16 份、磷酸钙粉末2~8份、金刚石纤维2~15份、二氧化钼粉末1~13份和锡粉1~10份。
[0005] 优选的，所述的一种增强型镁基合金材料，由以下重量份的原料制成：镁粉60份、 稀土 8份、氧化锆粉末15份、硅粉9份、锌粉12份、磷酸钙粉末6份、金刚石纤维8份、二氧 化钼粉末5份和锡粉9份。
[0006] 优选的，所述的一种增强型镁基合金材料，由以下重量份的原料制成：镁粉56份、 稀土 6份、氧化锆粉末12份、硅粉10份、锌粉8份、磷酸钙粉末7份、金刚石纤维10份、二 氧化钼粉末3份和锡粉4份。
[0007] 优选的，所述金刚石纤维的长度小于30um。
[0008] 优选的，所述磷酸钙粉末的粒径小于20um。
[0009] 优选的，所述稀土为包含钕氧化物、镧氧化物、铈氧化物和钪氧化物，所述稀土中 的各稀土元素氧化物的总含量占55。/『70%，其中钕氧化物、镧氧化物、铈氧化物和钪氧化物 的摩尔比分别为1 :2. 5 :2 :1. 2。
[0010] 一种上述所述的增强型镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤： 先按上组分份数称取原料；再将原料中的磷酸钙粉末、稀土、镁粉、锌粉、锡粉、氧化锆 粉末和硅粉依次置于熔炼炉中熔炼，在保护气氛中，升温速度为150° /h，升温至650°后， 依次加入剩余原料中的金刚石纤维和二氧化钼粉末，继续熔炼2h，之后再降温至350°，开 始浇铸，待浇铸件冷却至200°后，以0. 8~1. 5m/min的速度压铸，当压铸变形量达到20%后， 于80° /h的速度升温至450°并保温3~6h，然后再于260°进行时效处理2~5h，自然冷却 至室温后即可。
[0011] 本发明具有以下有益效果：本发明所制备的镁合金材料改善了传统镁合金材料强 度不高的问题，在室温下测试，本发明所制备的镁合金材料的抗拉强度为458~542MPa，屈服 强度为409~490Mpa，平均伸长率为11. 5~14. 0%，显著高于普通镁合金材料，如此可扩大所 制备的镁合金材料的应用领域。
【具体实施方式】
[0012] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应 当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限 制。
[0013] 实施例1 一种增强型镁基合金材料，由以下重量份的原料制成：镁粉50份、稀土 3份、氧化锆粉 末7份、硅粉5份、锌粉5份、磷酸钙粉末2份、金刚石纤维2份、二氧化钼粉末1份和锡粉 1份。
[0014] 其中，所述金刚石纤维的长度小于30um。所述磷酸钙粉末的粒径小于20um。所 述稀土为包含钕氧化物、镧氧化物、铈氧化物和钪氧化物，所述稀土中的各稀土元素氧化物 的总含量占70%，其中钕氧化物、镧氧化物、铈氧化物和钪氧化物的摩尔比分别为1 :2. 5 :2 : 1. 2〇
[0015] 上述所述的一种增强型镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤： 先按上组分份数称取原料；再将原料中的磷酸钙粉末、稀土、镁粉、锌粉、锡粉、氧化锆 粉末和硅粉依次置于熔炼炉中熔炼，在保护气氛中，升温速度为150° /h，升温至650°后， 依次加入剩余原料中的金刚石纤维和二氧化钼粉末，继续熔炼2h，之后再降温至350°，开 始浇铸，待浇铸件冷却至200°后，以0. 8m/min的速度压铸，当压铸变形量达到20%后，于 80° /h的速度升温至450°并保温3h，然后再于260°进行时效处理2h，自然冷却至室温 后即可。
[0016] 实施例2 一种增强型镁基合金材料，由以下重量份的原料制成：镁粉70份、稀土 12份、氧化锆粉 末20份、硅粉12份、锌粉16份、磷酸钙粉末8份、金刚石纤维15份、二氧化钼粉末13份和 锡粉10份。
[0017] 其中，所述金刚石纤维的长度小于30um。所述磷酸钙粉末的粒径小于20um。所 述稀土为包含钕氧化物、镧氧化物、铈氧化物和钪氧化物，所述稀土中的各稀土元素氧化物 的总含量占55%，其中钕氧化物、镧氧化物、铺氧化物和钪氧化物的摩尔比分别为1 :2. 5 :2 : 1. 2〇
[0018] 上述所述的一种增强型镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤： 先按上组分份数称取原料；再将原料中的磷酸钙粉末、稀土、镁粉、锌粉、锡粉、氧化锆 粉末和硅粉依次置于熔炼炉中熔炼，在保护气氛中，升温速度为150° /h，升温至650°后， 依次加入剩余原料中的金刚石纤维和二氧化钼粉末，继续熔炼2h，之后再降温至350°，开 始浇铸，待浇铸件冷却至200°后，以1. 5m/min的速度压铸，当压铸变形量达到20%后，于 80° /h的速度升温至450°并保温6h，然后再于260°进行时效处理5h，自然冷却至室温 后即可。
[0019] 实施例3 一种增强型镁基合金材料，由以下重量份的原料制成：镁粉60份、稀土 7份、氧化锆粉 末14份、硅粉13份、锌粉10份、磷酸钙粉末5份、金刚石纤维8份、二氧化钼粉末7份和锡 粉5份。
[0020] 其中，所述金刚石纤维的长度小于30um。所述磷酸钙粉末的粒径小于20um。所 述稀土为包含钕氧化物、镧氧化物、铈氧化物和钪氧化物，所述稀土中的各稀土元素氧化物 的总含量占62%，其中钕氧化物、镧氧化物、铈氧化物和钪氧化物的摩尔比分别为1 :2. 5 :2: 1. 2〇
[0021] 上述所述的一种增强型镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤： 先按上组分份数称取原料；再将原料中的磷酸钙粉末、稀土、镁粉、锌粉、锡粉、氧化锆 粉末和硅粉依次置于熔炼炉中熔炼，在保护气氛中，升温速度为150° /h，升温至650°后， 依次加入剩余原料中的金刚石纤维和二氧化钼粉末，继续熔炼2h，之后再降温至35