專利名稱：：鎂基耐磨阻尼減振合金材料及其制備方法
技術領域：
：本發明屬于金屬材料領域，涉及一種鎂基阻尼合金材料及其制備方法。二
背景技術：
：目前金屬材料領域中，以鎂合金作為耐磨阻尼減振材料受到了普遍重視。CN200910023238.5號申請公開一種含準晶增強相的高阻尼鎂合金及其制備方法，其合金成分及其重量百分比為0.9%1.0%的鋅，0.15%0.2%的釔，0.6%的鋯。鎂、鋅均為工業純鎂和工業純鋅；合金元素釔、鋯分別采用鎂-30%釔，鎂-30%鋯中間合金形式加入；通過預熱、熔煉和成型，制備出含準晶增強相的高阻尼鎂合金。但這種材料制備的元素控制嚴格，并且僅靠有限的釔形成的準晶增強相，阻尼作用的提高受到限制。趙旭等材料工程雜志2008年第五期發表了對鎂合金AZ31的磨損性能研究。鑄態鎂合金AZ31由基體相a2Mg和第二相Mgl7A112組成，第二相含量較少，呈粒狀分布在基體中。試樣的磨損質量損失在不同的載荷下均隨磨損時間的增加而呈線性增加。在不同的載荷區間，磨損質量損失的變化速率不同，其中5075N區間磨損質量損失的速率較低，75100N區間的磨損質量損失的速率最大。載荷增加使磨損質量損失更加顯著，磨損形式發生由氧化磨損到磨粒磨損再到剝落磨損轉變，磨損越來越嚴重。普通鎂合金的耐磨性不高。三
發明內容本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種鎂基耐磨阻尼減振合金材料，該合金材料通過在基體中提供穩定板條化合物，提高了合金的阻尼作用。本發明的另一目的是提供上述鎂基耐磨阻尼減振合金材料的制備方法，該方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。本發明的目的是通過以下技術方案實現的—種鎂基耐磨阻尼減振合金材料，該合金材料以鎂合金為基體，在鎂合金基體上均勻分布著化合物復合體，該合金材料的化學成分的重量百分含量A1為5%9%，Sr為2X4X，Sn為2X3X，Fe為0.5X3X，C為0.03-0.09%，Dy為0.5%1.5%，Y為l.lX3X，La為0.5%2%，其余為Mg。上述鎂基耐磨阻尼減振合金材料的制備方法，其制備過程如下分別按占原料總重Al為5X9X，Sr為2X4X，Sn為2X3X，Fe為0.5%3%，C為0.03-0.09^，Dy為0.5^1.5^，Y為l.l^3^，La為0.5X2%，其余為Mg進行配料；將上述原料中鋁、鍶、錫、鐵、鎂、碳置于用SF6氣體保護的加熱容器內熔化而形成鎂、鋁、鍶、碳、錫、鐵合金液；C以碳粒形式加入，碳粒尺寸為0.l-lmm，Sr以鎂鍶合金形式加入，其中Sr的質量含量為25%，其余以純金屬形式加入；當合金液被加熱到710725"時，將配好的稀土金屬Y、Dy、La用鐘罩壓入合金液，其中稀土金屬Y、Dy、La的顆粒尺寸均為1-3mm，保溫510分鐘，即可澆鑄成相應鑄件；形成的鑄件置于110-13(TC的熱處理爐中保溫0.5-0.8小時后，取出便得到所需耐磨阻尼減振合金。本發明相比現有技術的有益效果如下本發明的鎂基耐磨阻尼減振合金由于材料在合成過程中，鐵和鋁、錫和鍶等反應易形成有害硬質的針狀化合物，針狀對基體的割裂破壞作用大，嚴重降低了合金的力學性能，稀土元素鏑、鑭和釔是表面活性元素，可以在化合物凝固長大過程中干擾物相的某一擇優生長，抑制了針狀化合物的形成。釔可以和錫、鐵形成化合物。鏑可以和鋁、鐵形成化合物。鑭和錫、鎂形成的化合物和錫鍶化合物、鎂錫化合物、鐵鋁化合物有強的親和作用，可以將合金中的錫鍶化合物、鎂錫化合物、鐵鋁化合物結合團聚形成短棒狀化的化合物復合體，分布在柔韌的基體固溶體中。鏑有細化固溶體晶粒的作用。在合金凝固時稀土和碳、鋁形成的細小的質點，這些細小的質點成為固溶體和化合物復合體形核的核心，增加了固溶體和化合物粒子的數量，增大了化合物復合體的彌散程度，促使化合物復合體分布均勻。本發明合金材料的鎂基體中形成大量的團狀化合物復合體，化合物復合體中硬質錫鍶化合物、鐵鋁化合物相間融于有一定韌性的鎂錫化合物、稀土鐵硅化合物中，這種細小的硬質化合物復合體又處于韌性固溶體包圍中。短棒狀化合物復合體與基體形成的界面以及化合物復合體內部多重化合物相形成的界面形成若干的內耗源，因此狀稀土化合物復合體的作用是有效切斷振動的傳播，從而大大提高了合金的減振阻尼作用。在化合物復合體中硬質錫鍶化合物處于有一定韌性的化合物包圍中，而化合物復合體又處于韌性固溶體包圍中，起抗磨作用的韌性化合物復合體在與配副的摩擦中不宜碎化脫落，該材料具有良好的耐磨性。本發明的合金性能見表1。合金制備工藝簡便，生產的合金材料性能好，而且生產成本低，非常便于工業化生產。四圖1為本發明實施例六制得的耐磨阻尼減振合金的金相組織。圖中，黑色區的為固溶體枝晶，白色區為稀土化合物復合體。五具體實施方式實施例一按占原料總重A1為5%，Sr為2%，Sn為2%，Fe為0.5%，C為0.03%，Dy為0.5X，Y為1.1%，La為0.5%，其余為Mg進行配料；將上述原料中鋁、鍶、錫、鐵、鎂、碳置于用SF6氣體保護的加熱容器內熔化而形成鎂、鋁、鍶、碳、錫、鐵合金液；C以碳粒形式加入，碳粒尺寸為0.l-lmm，Sr以鎂鍶合金形式加入，其中Sr的質量含量為25%，其余以純金屬形式加入；當合金液被加熱到710"時，將配好的稀土金屬Y、Dy、La用鐘罩壓入合金液，其中稀土金屬的顆粒尺寸為l-3mm，保溫510分鐘，即可澆鑄成相應鑄件；形成的鑄件置于110-13(TC的熱處理爐中保溫0.5-0.8小時后，取出便得到所需耐磨阻尼減振合金。實施例二按占原料總重A1為9X，Sr為4X，Sn為3X，Fe為3X，C為0.09^，Dy為1.5%，Y為3X，La為2X，其余為Mg進行配料，其制備過程同實施例一。實施例三按占原料總重A1為6%，Sr為2.5%，Sn為2.4%，Fe為2%，C為0.06%，Dy為1X，Y為2X，La為lX，其余為Mg進行配料，其制備過程同實施例一。[OO31]實施例四(合金成份不合條件的實例)按占原料總重A1為10X，Sr為5X，Sn為4X，Fe為4X，C為0.12%勿為2%，Y為3%，La為2%，其余為Mg進行配料，其制備過程同實施例一。實施例五(合金成份不合條件的實例)按占原料總重A1為9X，Sr為4X，Sn為3X，Fe為3X，C為0.09^，Dy為1.5%，Y為4%，La為3%，其余為Mg進行配料，其制備過程同實施例一。由實施例四、五可見，合金材料的成份不在適當的范圍內，其耐磨性能明顯降低。實施例六按占原料總重A1為5X，Sr為2X，Sn為3X，Fe為3X，C為0.09^，Dy為1.5%，Y為1.1%，La為0.5%，其余為Mg進行配料，其制備過程同實施例一。制得的合金材料的金相組織如圖l所示。表1中對比合金1、2是現有技術的產品，產品一至產品五為采用本發明方法制得的合金材料，其中產品四與產品五中成分不在設計要求的含量范圍內，供性能對比。表1:合金編號成分阻尼性能tan4)(1赫茲，振幅40um)磨耗mg(載荷IOON，磨損時間100min)對比合金1CN200910023238.5號申請中的各成分0.0108-0.0121對比合金2(材料工程雜志2008年第五期，趙旭)AZ31130廣口口各成分如本發明實施例一0.012185<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由上表可見，合金中Al、Sr、Sn、Fe、C、La、Y、Dy含量在本案范圍內增加，阻尼性能提高；如果Al、Sr、Sn、Fe、C、La、Y、Dy含量超出本案范圍，稀土化合物數量太多，形成網狀，會明顯降低材料的力學性能。權利要求一種鎂基耐磨阻尼減振合金材料，該合金材料以鎂合金為基體，在鎂合金基體上均勻分布著化合物復合體，該合金材料的化學成分的重量百分含量Al為5％～9％，Sr為2％～4％，Sn為2％～3％，Fe為0.5％～3％，C為0.03-0.09％，Dy為0.5％～1.5％，Y為1.1％～3％，La為0.5％～2％，其余為Mg。2.權利要求1所述鎂基耐磨阻尼減振合金材料的制備方法，其制備過程如下分別按占原料總重A1為5%9%，Sr為2%4%，Sn為2%3%，Fe為0.5%3%，C為0.03-0.09^，Dy為0.5^1.5^，Y為l.l^3^，La為0.5X2%，其余為Mg進行配料；將上述原料中鋁、鍶、錫、鐵、鎂、碳置于用SF6氣體保護的加熱容器內熔化而形成鎂、鋁、鍶、碳、錫、鐵合金液；C以碳粒形式加入，碳粒尺寸為0.l-lmm，Sr以鎂鍶合金形式加入，其中Sr的質量含量為25%，其余以純金屬形式加入；當合金液被加熱到710725t:時，將配好的稀土金屬Y、Dy、La用鐘罩壓入合金液，其中稀土金屬Y、Dy、La的顆粒尺寸均為1-3mm，保溫510分鐘，即可澆鑄成相應鑄件；形成的鑄件置于110-13(TC的熱處理爐中保溫0.5-0.8小時后，取出便得到所需耐磨阻尼減振A會全文摘要本發明提供一種鎂基耐磨阻尼減振合金材料及其制備方法，該合金材料通過在基體中提供穩定板條化合物，提高了合金的阻尼作用。該方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。該合金材料以鎂合金為基體，在鎂合金基體上均勻分布著化合物復合體，該合金材料的化學成分的重量百分含量Al為5％～9％，Sr為2％～4％，Sn為2％～3％，Fe為0.5％～3％，C為0.03-0.09％，Dy為0.5％～1.5％，Y為1.1％～3％，La為0.5％～2％，其余為Mg。文檔編號C22C1/02GK101781729SQ201010112489公開日2010年7月21日申請日期2010年2月23日優先權日2010年2月23日發明者王玲,趙浩峰申請人:南京信息工程大學