[发明专利]一种高阻尼Mg‑Mn‑Ce‑Al‑Zn‑Y镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高阻尼镁合金及其制造方法，特别是一种高阻尼Mg-Mn-Ce-Al-Zn-Y合金，所述合金是一种六元镁合金，包括Mg、Mn、Ce、Al、Zn和Y六种合金元素，所述高阻尼是指材料在应变为10^-3时能够达到的阻尼性能Q^-1≥0.2。

背景技术

现代武器装备发展的日趋轻量化、高速化和大功率化，由此引起的振动和噪声问题变得尤为突出。此外，各种交通工具、3C 产品（Computer、Communication、Consumption Electronics Products）对结构轻量化和减振降噪性提出了更为迫切的要求。因此，低密度、高比强度、高阻尼金属结构材料是航空航天、新型武器装备及现代工业发展中紧迫的材料需求之一。镁是最轻的商用金属结构材料，满足轻量化的需求，镁同时也是阻尼性能最好的金属材料，满足减振降噪的需求。纯镁阻尼性能优良（Q^-1>0.1），但强度太低，无法实际应用。而常规镁合金（Mg-Al-Zn、Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr）由于溶质原子和析出相对镁基面位错滑移的强钉扎导致阻尼性能大大降低（Q^-1为0.008~0.016）。

CN200910023238.5公开了“一种含准晶增强相的高阻尼镁合金”，其各组成成份的质量百分含量分别是：Zn:0.9%，Y:0.15%，Zr:0.6%，余量为Mg。以Y、Zn和Zr作为合金元素，通过控制Zn和Y的含量比形成了稳定的准晶相，降低合金中溶解的溶质量，减小对基体位错的钉扎作用。其获得的最好阻尼性能是Mg-0.9Zn-0.15Y-0.6Zr铸造合金，在室温下的阻尼性能为0.0121。但是，由于制备方法复杂，增加了制备难度。并且该发明合金在铸造过程使用六氯乙烷进行精炼处理，六氯乙烷对人的中枢神经有毒害作用，作为精炼剂其反应产物有恶味烟雾，需在抽风装置下操作，增加了装置难度。使用精炼剂在配料计算时还应考虑精炼烧损，更增加了合金成本。

CN201210469313.2公开了“一种高阻尼Mg-Si多孔复合材料的制备方法”，该镁合金的成份含量为：Si:15～30wt%，其余为Mg。该专利合金经常压高温反应烧结后试样的平均阻尼Q^-1为0.05～0.09。纯Mg粉和纯Si粉放入陶瓷坩埚后，通过手动搅拌使两种粉末混合，既不能保证两种粉末混合的充分均匀，也增加了人力成本，降低合金制备效率。

因此，选择在镁中添加合金元素得到一种多元化镁合金体系，采用常规设备制备合金，利用合金化手段改善镁合金的综合力学性能和使用性能，拓展其应用范围，成为本领域技术人员有待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明解决的技术问题是如何改善镁合金阻尼性能，提供一种高阻尼Mg-Mn-Ce-Al-Zn-Y镁合金。

本发明还提供一种高阻尼Mg-Mn-Ce-Al-Zn-Y镁合金的制备方法，实现工艺简单，操作容易和降低成本的目的。

实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高阻尼Mg-Mn-Ce-Al-Zn-Y镁合金；包括Mg、Mn、Ce、Al、Zn和Y，各组成成分质量百分含量为：Mn=1.3～2.2，Ce=0.15～0.35，Al=0.1～0.3，Zn=0.25～0.55，Y=0.5～1.5，余量为镁和不可避免的杂质

所述镁合金采用如下方法制备：

（1）按照上述组分计算需要原料的重量，原料采用工业纯镁、工业纯锌、工业纯铝、Mg-Mn中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Y中间合金；采用真空电磁感应搅拌熔炼、将熔炼后的合金水淬至室温，便得到高阻尼镁合金。

进一步，步骤（1）中，所述真空熔炼为将原料加入坩埚并通入氩气进行保护，在真空电磁感应熔炼炉中熔炼；在850℃保温并电磁感应搅拌使原料充分熔化，待合金全部熔化后继续在850℃静置保温10分钟。

优选配方为：所述镁合金各组成成分质量百分含量为：Mn-1.37%，Ce-0.30%，Al-0.11%，Zn-0.35%，Y-0.64%，杂质的总含量＜0.1%；余量为镁。

本发明不可避免的杂质为Si、Fe，其总量＜0.1%。