本發明涉及金屬材料技術領域，具體是一種耐沖擊耐磨復合合金材料及其制備方法。
背景技術：
金屬材料是指以金屬或合金為基體，并以纖維，晶須，顆粒等為增強體的復合材料。按所用的基體金屬的不同，使用溫度范圍為350～1200℃。其特點在力學方面為橫向及剪切強度較高，韌性及疲勞等綜合力學性能較好，同時還具有導熱、導電、耐磨、熱膨脹系數小、阻尼性好、不吸濕、不老化和無污染等優點。金屬基復合材料可以發揮組元材料各自的優勢，實現各組元材料資源的最優配置，節約貴重金屬材料，實現單一金屬不能滿足的性能要求，具有很好的經濟效益和社會效益。錳合金是目前發現的所有金屬結構材料中，密度最小的輕質結構材料，和其它同類金屬材料相比，錳合金材料具有比強度和比剛度高、阻尼性能好、鑄造性能佳、電磁屏蔽性高、易于回收利用、尺寸穩定性高等。由于錳合金材料具有上述優異的性能，使其在汽車、電子、航天、航空等行業領域內具有極其重要的應用價值和廣闊的應用前景，因此錳合金材料也被贊譽為本世紀最有“發展前途”的金屬結構材料。但傳統的錳合金的應用主要是以模鑄、壓鑄等鑄造工藝生產產品，但產品容易出現晶粒粗大、組織疏松、成分偏析且力學性能偏低等缺陷，不能充分發揮錳合金的性能優勢。目前，國內外均十分重視錳基合金的研究與開發，通過添加其他金屬元素來實現優良的綜合性能。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種耐沖擊耐磨復合合金材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳12.8-13.6%、鉻3.52-3.79%、鈷0.82-1.64%、鍺0.74-0.96%、鈰0.021-0.024%、鑭0.026-0.037%，余量為錳。
作為本發明進一步的方案：所述耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳12.9-13.3%、鉻3.58-3.72%、鈷0.96-1.27%、鍺0.74-0.96%、鈰0.021-0.024%、鑭0.028-0.035%，余量為錳。
作為本發明進一步的方案：所述耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳13.1%、鉻3.65%、鈷1.14%、鍺0.82%、鈰0.023%、鑭0.031%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為850-940℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1152-1264℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至450-480℃的模具中，脫模后即得。
作為本發明進一步的方案：具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
作為本發明進一步的方案：具體步驟中熔煉溫度為917℃。
作為本發明進一步的方案：具體步驟中精煉溫度為1197℃。
作為本發明進一步的方案：具體步驟中最后澆注到預熱至470℃的模具中。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明制備的耐沖擊耐磨復合合金材料，通過合理設置配比、生產工藝和投放次序，形成的復合合金材料具有較好的綜合力學性能，尤其具有強耐沖擊性能，可以顯著延長合金壽命，降低機械的損壞率，增加了安全系數。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳12.8%、鉻3.52%、鈷0.82%、鍺0.74%、鈰0.021%、鑭0.026%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為850℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1152℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至450℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
實施例2
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳12.9%、鉻3.58%、鈷0.96%、鍺0.74%、鈰0.021%、鑭0.028%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為890℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1180℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至460℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
實施例3
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳13.1%、鉻3.65%、鈷1.14%、鍺0.82%、鈰0.023%、鑭0.031%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為917℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1197℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至470℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
實施例4
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳13.3%、鉻3.72%、鈷1.27%、鍺0.96%、鈰0.024%、鑭0.035%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為920℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1230℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至480℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
實施例5
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳13.6%、鉻3.79%、鈷1.64%、鍺0.96%、鈰0.024%、鑭0.037%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為940℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1264℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至480℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
對比例1
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳13.1%、鉻3.65%、鈷1.14%、鍺0.82%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為917℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1197℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至470℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
對比例2
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：錳13.1%、鍺0.82%、鈰0.023%、鑭0.031%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為917℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1197℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至470℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
對比例3
一種耐沖擊耐磨復合合金材料，由以下質量百分比的合金元素熔煉而成：鉻3.65%、鈷1.14%、鈰0.023%、鑭0.031%，余量為錳。
一種耐沖擊耐磨復合合金材料的制備方法，具體步驟為：
按照錳合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的純金屬粉末進行預熱到364℃，隨后放入陶瓷坩堝中進行熔煉，熔煉溫度為917℃，熔煉時間為1h，熔煉后轉移到中頻感應加熱爐精煉，精煉溫度為1197℃，精煉后進行撈渣；最后澆注到預熱至470℃的模具中，脫模后即得；具體步驟中含各元素的純金屬粉末的純度均大于99.97%。
對比例4
中國專利“石墨烯增強錳基復合材料及其制備方法”（公開/公告號：CN 105624457A），本實施方式的石墨烯增強純錳基復合材料的工藝按以下步驟進行：(1)將片層尺寸為100μm的石墨烯粉末30g與粒徑尺寸為50μm的純錳顆粒470g進行時間為30min的球磨混合，球磨過程在氬氣氣氛下進行，且球磨罐材質為瑪瑙罐，球磨轉速為600rpm；石墨烯在混合粉末中的質量分數為6wt.％，球料比為15:1；(2)將步驟(1)中球磨處理得到的混合粉末置于乙醇溶劑中進行功率為200W、時間為120min的超聲分散，同時伴有機械攪拌；隨后，將所得混合溶液進行攪拌加熱去溶劑及真空干燥，攪拌加熱溫度為35℃，真空干燥的溫度為35℃，攪拌速率為600rpm，獲得石墨烯/純錳顆粒復合粉末；(3)將步驟(2)中得到的石墨烯/純錳顆粒混合粉末在擠壓模具中預熱至300℃，以擠壓比為16進行擠壓成型，獲得石墨烯/純錳基前驅體；(4)將500g純錳塊(成分為0.005wt.％Al、0.001wt.％Zn、0.01wt.％Mn、0.01wt.％Si、余量為Mg)置入坩堝中加熱熔化至液態，再將500g前驅體預熱至200℃并加入到上述熔體中，對熔體加以攪拌后，澆鑄于金屬型模具中，獲得石墨烯增強錳基復合材料，復合材料中石墨烯的含量為3wt.％。
綜上所述，將本發明實施例1-5制備及對比例1-3制備的合金材料按照GB/T 1817-1995標準進行測試；本發明實施例1-5制備的合金材料沖擊韌性為980-997MPa，而對比例1-3制備的合金材料沖擊韌性僅為647-785MPa。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。