CN103774013A - 一种电动车轮毂用镁合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种电动车轮毂用镁合金材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铝12.2-13.5、锌5.6-5.9、锰1.4-1.6、硅1.7-2.1、镍0.07-0.15、Bi0.4-0.5、Sb0.03-0.05、余量为镁。本发明镁合金添加了铝、锌等元素,通过合理控制铸后处理温度,分批投放合金元素,使得合金结晶均匀,屈服强度高、硬度高、耐冲击、耐腐蚀、导热性好,而且重量轻;通过使用部分废镁为原料,使合金品质更为稳定均一。本发明镁合金用于制作电动车轮毂,经久耐用,而且节约用电,安全系数高。本发明精炼剂用于镁合金铸造生产,能使铸件中的气孔度降低1-2度,氧化夹杂物在2级左右,成品率高。
Description
技术领域
本发明涉及镁合金材料制备领域,尤其涉及一种电动车轮毂用镁合金材料及其制备方法。
背景技术
镁合金作为最轻的工程金属材料,具有比重轻、比强度及比刚度高、阻尼性及切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强以及减震性好和易于回收等一系列独特的优点,被誉为“21 世纪的绿色工程材料”。镁合金材料应用已经成为电动车轻量化的一个重要发展方向。
目前电动车很多采用铝合金,成本较高,重量大,浪费了铝资源和电能源,而且铝合金存在涂层孔隙度大、使用寿命短的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车轮毂用镁合金材料及其制备方法,该镁合金材料具有屈服强度高、硬度高、耐冲击、耐腐蚀、导热性好、重量轻的优点。
本发明的技术方案如下:
一种电动车轮毂用镁合金材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铝12.2-13.5、锌5.6-5.9、锰1.4-1.6、硅1.7-2.1、镍0.07-0.15、Bi0.4-0.5、Sb0.03-0.05、余量为镁。
所述的电动车轮毂用镁合金材料的生产方法,其特征在于:
(1)、准备纯镁锭与废镁合金按1:0.4-0.6比例作为镁基质来源,将纯镁锭加入投入炉中熔化,进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废镁合金熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)铝、硅;(2)锌、锰、Bi;(3)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟,投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是:先由室温以220-230℃/小时速率升温至200-220℃,保温40-50分钟,再以220-230℃/小时速率升温至400-410℃,保温12-13小时,再用70-90℃清水冷却至100-120℃,再自然冷却至室温;再以220-230℃/小时速率升温至130-140℃,保温4-5小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:铝粉12-15、碳酸钙粉4-5、碳酸钠2-3、树木灰烬1-2、纳米二氧化硅1-2、高岭土8-10、天青石粉1-2、玉石粉3-4、蛭石粉4-5、四硼酸钠1-2;其制备方法是将碳酸钙粉、高岭土、天青石粉、玉石粉、蛭石粉混合,加热至1200-1300℃,搅拌1-2小时,冷却后,加入至10-15%的盐酸溶液中,浸泡1-2小时,过滤,滤渣反复用清水洗净,烘干,与其它成分合并混合均匀即得。
本发明的有益效果
本发明镁合金添加了铝、锌等元素,通过合理控制铸后处理温度,分批投放合金元素,使得合金结晶均匀,屈服强度高、硬度高、耐冲击、耐腐蚀、导热性好,而且重量轻;通过使用部分废镁为原料,使合金品质更为稳定均一。本发明镁合金用于制作电动车轮毂,经久耐用,而且节约用电,安全系数高。本发明精炼剂用于镁合金铸造生产,能使铸件中的气孔度降低1-2度,氧化夹杂物在2级左右,成品率高。
具体实施方式
一种电动车轮毂用镁合金材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铝12.2-13.5、锌5.6-5.9、锰1.4-1.6、硅1.7-2.1、镍0.07-0.15、Bi0.4-0.5、Sb0.03-0.05、余量为镁。
所述的电动车轮毂用镁合金材料的生产方法为:
(1)、准备纯镁锭与废镁合金按1:0.5比例作为镁基质来源,将纯镁锭加入投入炉中熔化,进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废镁合金熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)铝、硅;(2)锌、锰、Bi;(3)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为22分钟,投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是:先由室温以225℃/小时速率升温至210℃,保温45分钟,再以225℃/小时速率升温至405℃,保温12小时,再用80℃清水冷却至110℃,再自然冷却至室温;再以225℃/小时速率升温至135℃,保温4.5小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:铝粉12、碳酸钙粉5、碳酸钠3、树木灰烬1、纳米二氧化硅2、高岭土8、天青石粉2、玉石粉3、蛭石粉4、四硼酸钠2;其制备方法是将碳酸钙粉、高岭土、天青石粉、玉石粉、蛭石粉混合,加热至1200-1300℃,搅拌1-2小时,冷却后,加入至10-15%的盐酸溶液中,浸泡1-2小时,过滤,滤渣反复用清水洗净,烘干,与其它成分合并混合均匀即得。
本实施例电动车轮毂用镁合金材料经测试,室温下抗拉强度 бb为265Mpa,屈服强度178MPa,硬度值HB为65,延伸率δ5为13%。
Claims (3)
1.一种电动车轮毂用镁合金材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:铝12.2-13.5、锌5.6-5.9、锰1.4-1.6、硅1.7-2.1、镍0.07-0.15、Bi0.4-0.5、Sb0.03-0.05、余量为镁。
2.根据权利要求1所述的电动车轮毂用镁合金材料的生产方法,其特征在于:
(1)、准备纯镁锭与废镁合金按1:0.4-0.6比例作为镁基质来源,将纯镁锭加入投入炉中熔化,进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废镁合金熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)铝、硅;(2)锌、锰、Bi;(3)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为20-23分钟,投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的电动车轮毂用镁合金材料的生产方法,其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以220-230℃/小时速率升温至200-220℃,保温40-50分钟,再以220-230℃/小时速率升温至400-410℃,保温12-13小时,再用70-90℃清水冷却至100-120℃,再自然冷却至室温;再以220-230℃/小时速率升温至130-140℃,保温4-5小时,取出空冷即得。
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