[发明专利]一种铸造轮毂用镁合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金材料制备领域，尤其涉及一种铸造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铸造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、耐磨性好、耐腐蚀、导热性好、重量轻的优点。

本发明的技术方案如下：

一种铸造轮毂用镁合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铝7.2-7.5、铈0.2-0.5、镍0.02-0.05、钙0.06-0.08、V0.5-0.6、Zr0.06-0.09、Li0.2-0.4、余量为镁。

所述的铸造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1：0.2-0.4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、Zr；（2）镍、钙；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22-25分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以240-250℃/小时速率升温至230-240℃，保温40-50分钟，再以240-250℃/小时速率升温至410-420℃，保温11-12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140-150℃，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、铈、Zr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、耐磨性好、耐腐蚀、导热性好，而且重量轻；通过使用部分废镁合金为原料，使合金品质更为稳定均一。本发明镁合金用于制作轮毂，经久耐用，而且节约能源。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

一种铸造轮毂用镁合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：铝7.2-7.5、铈0.2-0.5、镍0.02-0.05、钙0.06-0.08、V0.5-0.6、Zr0.06-0.09、Li0.2-0.4、余量为镁。

所述的铸造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1：0.3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、Zr；（2）镍、钙；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为24分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以245℃/小时速率升温至235℃，保温45分钟，再以245℃/小时速率升温至415℃，保温11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145℃，保温4.5小时，取出空冷即得。