CN103602929A - 一种镁基非晶合金复合材料的制备方法 - Google Patents

一种镁基非晶合金复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镁基非晶合金复合材料的制备方法，所述方法依次包括如下步骤：（1）采用真空电弧炉制备Y-Ce-Er中间合金，将6～12kg的Y，2.5～4kg的Ce以及1.3～2.6kg的Er投入坩埚中进行熔炼；（2）当步骤（1）的熔炼结束后，继续在坩埚中投入70～83kg的Mg，1～3kg的Ti，1.5～2kg的Zn以及8～10kg的Ni，并在真空电弧炉中进行熔炼；（3）步骤（2）的熔炼结束后，将得到的熔融合金液倒入铜模中铸造，制成镁基非晶合金复合材料。

Description

一种镁基非晶合金复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种材料科学领域，特别是涉及一种镁基非晶合金复合材料的制备方法。
背景技术
一般的非晶合金材料由于电阻率高，并且无晶体的各向异性，因此具有高的导磁率，是优良的磁材料，可广泛应用于变压器、互感器、
传感器等领域。但是非晶合金材料的制造方法一般采用电弧熔炼等，工艺步骤较多，能源消耗很大，成本高，不够环保。
非晶合金基体复合材料能有效改善合金韧性。该复合材料能够发挥非晶基体的强度特性和韧性相的韧化作用，从而克服单一材料的固有弊端。对于镁非晶合金复合材料，目前所发现的绝大部分Mg基非晶合金只有通过复合材料的方式才能获得应用。这是由镁基非晶合金的脆性特征所决定的。但是镁基非晶合金复合材料采用合金元素Fe和TiB2相增强Mg基非晶合金复合材料，但获得的塑性变形量只有2～3％，远不能达到一般材料对塑性变形的要求。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明提供一种镁基非晶合金复合材料。
本发明的镁基非晶合金复合材料最大塑性应变量可以达到22％，最大强度可以达到850MPa。
本发明的镁基非晶合金复合材料按重量百分比计，包含如下成分：70～83％的Mg，1～3％的Ti，1.5～2％的Zn，8～10％的Ni，6～12％的Y，2.5～4％的Ce、1.3～2.6％的Er。
本发明的镁基非晶合金复合材料的塑性应变不小于12％，断裂强度不小于530MPa。本发明的镁基非晶合金复合材料，可广泛应用于各种电子产品、各种精密仪器的零部件。
本发明还提出了一种镁基非晶合金复合材料的制备方法，所述方法依次包括如下步骤：
（1）采用真空电弧炉制备Y-Ce-Er中间合金；将6～12kg的Y，2.5～4kg的Ce以及1.3～2.6kg的Er投入坩埚中，然后将坩埚放入真空电弧炉内。首先对真空电弧炉抽真空，当真空度不大于1×10-4Pa时，在真空电弧炉中通入惰性气体，然后启动真空电弧炉，使其温度达到800-900摄氏度，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为2-4小时；
（2）当步骤（1）的熔炼时间到达后，继续在坩埚中投入70～83kg的Mg，1～3kg的Ti，1.5～2kg的Zn以及8～10kg的Ni，将真空电弧炉的真空度再次设定为不大于1×10-4Pa，然后使真空电弧炉升温，当温度达到800-900摄氏度时，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为3-4小时；
（3）步骤（2）的熔炼结束后，将得到的熔融合金液倒入铜模中铸造，制成镁基非晶合金复合材料。
具体实施方式
本发明的镁基非晶合金复合材料最大塑性应变量可以达到22％，最大强度可以达到850MPa。
本发明的镁基非晶合金复合材料按重量百分比计，包含如下成分：70～83％的Mg，1～3％的Ti，1.5～2％的Zn，8～10％的Ni，6～12％的Y，2.5～4％的Ce、1.3～2.6％的Er。
本发明的镁基非晶合金复合材料的塑性应变不小于12％，断裂强度不小于530MPa。本发明的镁基非晶合金复合材料，可广泛应用于各种电子产品、各种精密仪器的零部件。
下面介绍本发明提出的镁基非晶合金复合材料的制备方法，所述方法依次包括如下步骤：
（1）采用真空电弧炉制备Y-Ce-Er中间合金；将6～12kg的Y，2.5～4kg的Ce以及1.3～2.6kg的Er投入坩埚中，然后将坩埚放入真空电弧炉内。首先对真空电弧炉抽真空，当真空度不大于1×10-4Pa时，在真空电弧炉中通入惰性气体，然后启动真空电弧炉，使其温度达到800-900摄氏度，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为2-4小时；
（2）当步骤（1）的熔炼时间到达后，继续在坩埚中投入70～83kg的Mg，1～3kg的Ti，1.5～2kg的Zn以及8～10kg的Ni，将真空电弧炉的真空度再次设定为不大于1×10-4Pa，然后使真空电弧炉升温，当温度达到800-900摄氏度时，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为3-4小时；
（3）步骤（2）的熔炼结束后，将得到的熔融合金液倒入铜模中铸造，制成镁基非晶合金复合材料。
优选实施例1：
本发明的镁基非晶合金复合材料的优选实施例1，按重量百分比计，包含如下成分：75％的Mg，2％的Ti，1.8％的Zn，8.8％的Ni，7.6％的Y，3％的Ce、1.8％的Er。
本优选实施例1的镁基非晶合金复合材料的塑性应变为15％，断裂强度560MPa。
优选实施例1的镁基非晶合金复合材料的制备方法，所述方法依次包括如下步骤：
（1）采用真空电弧炉制备Y-Ce-Er中间合金；将7.6kg的Y，3kg的Ce以及1.8kg的Er投入坩埚中，然后将坩埚放入真空电弧炉内。首先对真空电弧炉抽真空，当真空度不大于1×10-4Pa时，在真空电弧炉中通入惰性气体，然后启动真空电弧炉，使其温度达到800-900摄氏度，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为2-4小时；
（2）当步骤（1）的熔炼时间到达后，继续在坩埚中投入75kg的Mg，2kg的Ti，1.8kg的Zn以及8.8kg的Ni，将真空电弧炉的真空度再次设定为不大于1×10-4Pa，然后使真空电弧炉升温，当温度达到800-900摄氏度时，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为3-4小时；
（3）步骤（2）的熔炼结束后，将得到的熔融合金液倒入铜模中铸造，制成镁基非晶合金复合材料。
优选实施例2
本发明的镁基非晶合金复合材料的优选实施例2，按重量百分比计，包含如下成分：77％的Mg，1.5％的Ti，1.6％的Zn，8.2％的Ni，7.5％的Y，2.8％的Ce、1.4％的Er。
本优选实施例2的镁基非晶合金复合材料的塑性应变为18％，断裂强度为600MPa。
优选实施例2的镁基非晶合金复合材料的制备方法，所述方法依次包括如下步骤：
（1）采用真空电弧炉制备Y-Ce-Er中间合金；将7.5kg的Y，2.8kg的Ce以及1.4kg的Er投入坩埚中，然后将坩埚放入真空电弧炉内。首先对真空电弧炉抽真空，当真空度不大于1×10-4Pa时，在真空电弧炉中通入惰性气体，然后启动真空电弧炉，使其温度达到800-900摄氏度，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为2-4小时；
（2）当步骤（1）的熔炼时间到达后，继续在坩埚中投入77kg的Mg，1.5kg的Ti，1.6kg的Zn以及8.2kg的Ni，将真空电弧炉的真空度再次设定为不大于1×10-4Pa，然后使真空电弧炉升温，当温度达到800-900摄氏度时，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为3-4小时；
（3）步骤（2）的熔炼结束后，将得到的熔融合金液倒入铜模中铸造，制成镁基非晶合金复合材料。
至此已对本发明做了详细的说明，但前文的描述的实施例仅仅只是本发明的优选实施例，其并非用于限定本发明。本领域技术人员可对本发明做任何的修改，而本发明的保护范围由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种镁基非晶合金复合材料的制备方法，所述方法依次包括如下步骤：
（1）采用真空电弧炉制备Y-Ce-Er中间合金；将6～12kg的Y，2.5～4kg的Ce以及1.3～2.6kg的Er投入坩埚中，然后将坩埚放入真空电弧炉内。首先对真空电弧炉抽真空，当真空度不大于1×10-4Pa时，在真空电弧炉中通入惰性气体，然后启动真空电弧炉，使其温度达到800-900摄氏度，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为2-4小时；
（2）当步骤（1）的熔炼时间到达后，继续在坩埚中投入70～83kg的Mg，1～3kg的Ti，1.5～2kg的Zn以及8～10kg的Ni，将真空电弧炉的真空度再次设定为不大于1×10-4Pa，然后使真空电弧炉升温，当温度达到800-900摄氏度时，保持该温度，对坩埚中的材料进行熔炼，熔炼时间为3-4小时；
（3）步骤（2）的熔炼结束后，将得到的熔融合金液倒入铜模中铸造，制成镁基非晶合金复合材料。
2.如权利要求1所述的的方法，其特征在于：
在步骤（1）中，优选采用7.6kg的Y，3kg的Ce、1.8kg的Er；
在步骤（2）中，优选采用77kg的Mg，1.5kg的Ti，1.6kg的Zn，8.2kg的Ni。
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