CN103266254A - 耐磨合金 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐磨合金，所述合金由主要成分和辅助成分组成，所述主要成分按照质量百分比由以下组分组成：镁15-25%、钛8-13%、锂10-15%、钴1-5%、镍10-25%、锰3—5%，钇0.5—2%，钨5—10%，钒1-5%；辅助成分按照质量百分比由以下组分组成：聚丙烯10%-20%，润滑剂1-10%，无机矿物质1-10%，所述聚丙烯的熔体流动速率为70g/min。本发明的合金具有良好的耐磨性、阻燃性以及耐腐蚀性。

Description

耐磨合金

 

技术领域

本发明涉及到合金领域，具体涉及一种耐磨合金及其制备方法。

背景技术

镁是最轻的结构材料，符合低能耗等环保、节能要求，因而在汽车、电子、航空等工业领域常被用来制备合金。但镁熔点低，易燃烧，因而由镁制备得到的合金在温度接近其燃点的时候容易自身燃烧，发生火灾危险。目前常用的制备阻燃功能的符合材料科分为复合型、涂层型和夹层型三类，上述三类分别是向合金中加入阻燃剂、在合金表面镀上以及在合金中间夹上，但阻燃剂多为有毒物质，由该方法制备得到的合金其使用范围受到严重的限制。尽管镁合金以其质量轻延展性好受到追捧，但由于镁本身可以与水、空气发生反应，因此镁合金多数都不耐腐蚀，其不能在严酷的环境中使用。其次，镁合金制造的合金大都硬度较低，不耐磨，在一定程度上限制了合金的应用，如果既可以降低合金成本又使得合金具有耐磨、耐腐蚀、阻燃等性能将会非常理想。

发明内容

本发明为了解决镁合金易燃和易腐蚀、不耐磨等缺陷，本发明提供一种耐磨合金。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种耐磨合金，其特征在于，所述合金由主要成分和辅助成分组成，所述主要成分按照质量百分比由以下组分组成：镁15-25%、钛8-13%、锂10-15%、钴1-5%、镍10-25%、锰3—5%，钇0.5—2%，钨5—10%，钒1-5%；辅助成分按照质量百分比由以下组分组成：聚丙烯10%-20%，润滑剂1-10%，无机矿物质1-10%，所述聚丙烯的熔体流动速率为70g/min。。

作为优选，所述的耐磨合金，其特征在于，所述润滑剂为所述润滑剂为硅酸酯、磷酸酯中的一种。

 作为优选，所述的耐磨合金，其特征在于，所述矿物质为硅灰石。

作为优选，所述的耐磨合金，其特征在于，镁20%、钛10%、锂12%、钴3%、镍15%、锰4%，钇1%，钨8%，钒3%；辅助成分按照质量百分比由以下组分组成：聚丙烯15%，润滑剂5%，无机矿物质为4%。

一种耐磨合金的制备方法包括如下步骤：

（1）按照上述成分的质量配比，先将镁、钛、锂、钴、镍、锰，钇，钨，钒混合后搅拌，搅拌均匀后在真空中频感应熔炼、浇注铸锭、碾磨成纳米合金粉；

（2）将制备得到的纳米合金粉，与二分之一的聚丙烯，三分之一润滑剂，二分之一的无机矿物质，混合，使用搅拌器以30—50转/分钟的速度搅拌，

（3）搅拌20分钟后，依次加入二分之一的聚丙烯，三分之二润滑剂，二分之一的无机矿物质，加热温度至150—200°搅拌15—25分钟得到纳米合金粉-聚丙烯-无机矿物质混合液；

（4）将上述混合液铸锭均匀化处理后，在长径比为50：1的双螺旋杆挤出机中熔融混合分散，按照需求挤出不同形状的合金，所述熔融混合温度为180℃。

作为优选，所述的耐磨合金的用途，其特征在于，用于制备耐磨容器。

相对于现有技术，本发明的优点如下，该耐磨合金以镁为基础成本较低，同时添加少量其他元素，通过元素之间的相互作用，使得最后合金具有耐磨、耐腐蚀以及阻燃的效果，并且该耐磨合金的成本较低，无碳环保，便于大规模的推广。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。下述实施例中各个组分的含量除了特别注明外均为重量百分数

实施例1：

1.1耐磨合金的制备

（1）按照质量百分比：镁15%、钛13%、锂11%、钴2%、镍10%、锰3%，钇0.5%，钨9.5%，钒5%的配比称取原料，混合后搅拌，搅拌均匀后在进行真空中频感应熔炼、浇注铸锭、碾磨成纳米合金粉；

（2）将制备得到的纳米合金粉，与二分之一的聚丙烯即10%，三分之一润滑剂即3%，二分之一的无机矿物质即1%混合，使用搅拌器以30—50转/分钟的速度搅拌，

（3）搅拌20分钟后，依次加入二分之一的聚丙烯即10%，三分之二润滑剂即6%，二分之一的无机矿物质即1%，加热温度至150—200°搅拌15—25分钟得到纳米合金粉-聚丙烯-无机矿物质混合液；

（4）将上述混合液铸锭均匀化处理后，在长径比为50：1的双螺旋杆挤出机中熔融混合分散，按照需求挤出不同形状的合金，所述熔融混合温度为180℃。

1.2耐磨合金的的耐腐蚀性

1.2.1设置实验组和对照组：

实验组：实施例1制备得到的耐磨合金

对照组1： AS41B镁合金

1.2.2配置溶液和测定方法

按照ISO10271的方法来配制酸蚀液，即在300 mL蒸馏水中加入（10.0±0.1） g 90%C3H6O3（分析纯）和（5.85±0.005） g NaCl，然后把溶液稀释至（1 000±10） mL，pH为2.3。

根据每平方厘米合金对应1 mL酸蚀液的标准，每个玻璃容器内加入6.5 mL酸蚀液；将上述三组受试合金放置于已加液的玻璃瓶内，封闭；于37 ℃的恒温水浴箱内放置7 d后取出送检；采用电感耦合等离子体发射光谱仪（inductively coupled plasma atomicemission spectroscopy，ICP-AES）测量各个试管中镁离子浓度。

 

受试组	实验组	对照组1
			镁浓度g/l	0	（158.1±48.6）×10-6

1. 3耐磨合金的阻燃效果。

用实施例1的方法制备得到片状的耐磨合金作为实验组，将AS41B镁合金作为对照组2，将上述两种合金在坩埚分别融化，利用EVOC PCI DAS 温度采集卡采集温度，利用计算机确定起燃温度。

受试组	实验组	对照组2
			起燃温度	930℃	420℃

1.4耐磨合金的硬度

用实施例1的方法制备的耐磨合金作为实验组，将AS41B镁合金作为对照组2，分别测两组合金的硬度以及拉伸轻度，对比如下：

受试组	实验组	对照组2
			硬度	30HRC	18HRC
抗拉伸强度	1000MPa	600 MPa

 1.5结果

实施例1制备的耐磨合金，具有良好的耐磨性、腐蚀性和阻燃效果。

 

实施例2

制备方式与实施例1中公开的方式相同，但本实施例中的合金的主要成分按照质量百分比由以下组分组成：镁18%、钛12%、锂14%、钴5%、镍23%、锰5%，钇1%，钨5%，钒3%；辅助成分按照质量百分比由以下组分组成：聚丙烯11%，硅酸酯1%，硅灰石为2%。

 

实施例3

制备方式与实施例1中公开的方式相同，但本实施例中的合金的主要成分按照质量百分比由以下组分组成：镁20%、钛10%、锂12%、钴3%、镍15%、锰4%，钇1%，钨8%，钒3%；辅助成分按照质量百分比由以下组分组成：聚丙烯15%，磷酸酯5%，硅灰石4%。

以上所述，仅仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例，凡是脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种耐磨合金，其特征在于，所述合金由主要成分和辅助成分组成，所述主要成分按照质量百分比由以下组分组成：镁15-25%、钛8-13%、锂10-15%、钴1-5%、镍10-25%、锰3—5%，钇0.5—2%，钨5—10%，钒1-5%；辅助成分按照质量百分比由以下组分组成：聚丙烯10%-20%，润滑剂1-10%，无机矿物质1-10%，所述聚丙烯的熔体流动速率为70g/min。

2.根据权利要求1所述的耐磨合金，其特征在于，所述润滑剂为硅酸酯、磷酸酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的耐磨合金，其特征在于，所述矿物质为硅灰石。

4.根据权利要求1-3所述的耐磨合金，其特征在于，所述主要成分按照质量百分比由以下组分组成：镁20%、钛10%、锂12%、钴3%、镍15%、锰4%，钇1%，钨8%，钒3%；辅助成分按照质量百分比由以下组分组成：聚丙烯15%，润滑剂5%，无机矿物质为4%。

5.根据权利要求1-3所述的耐磨合金，其制备方法包括如下步骤：

（1）按照上述成分的质量配比，先将镁、钛、锂、钴、镍、锰，钇，钨，钒混合后搅拌，搅拌均匀后在真空中频感应熔炼、浇注铸锭、碾磨成纳米合金粉；

（2）将制备得到的纳米合金粉，与二分之一的聚丙烯，三分之一润滑剂，二分之一的无机矿物质，混合，使用搅拌器以30—50转/分钟的速度搅拌，

（3）搅拌20分钟后，依次加入二分之一的聚丙烯，三分之二润滑剂，二分之一的无机矿物质，加热温度至150—200°搅拌15—25分钟得到纳米合金粉-聚丙烯-无机矿物质混合液；

（4）将上述混合液铸锭均匀化处理后，在长径比为50：1的双螺旋杆挤出机中熔融混合分散，按照需求挤出不同形状的合金，所述熔融混合温度为180℃。

6.根据权利要求1-3所述的耐磨合金的用途，其特征在于，用于制备耐磨容器。