一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉2%-5%、銅粉1%-3%、鎳粉0.2%-0.8%、鉻粉2%-3%、鋁粉10%-15%、鋅粉0.5%-1%、SiC顆粒16%-20%，余量為鎂粉，其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度≥99.5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度≥99.9%。制備方法：a.于70-90℃下干燥5-8小時；b.于500-750℃條件下燒結(jié)1-3小時。本發(fā)明制備的鎂基粉末冶金復(fù)合材料的耐磨性能好，能夠滿足實際應(yīng)用中對鎂基粉末冶金復(fù)合材料耐磨性能的要求。
【專利說明】一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及粉末冶金復(fù)合材料及其制備方法，特別涉及一種鎂基粉末冶金復(fù)合材 料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具 發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性 好等一系列優(yōu)點，非常適合于大批量生產(chǎn)。
[0003] 另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉 末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。
[0004] 目前，鎂合金以其密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、減震性能好等優(yōu)點受到國內(nèi)外研究 人員的廣泛關(guān)注，并被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等領(lǐng)域，但是目前鎂合金所存在 的問題是耐磨性能不佳，因而在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種耐磨性能好，并廣泛應(yīng) 用的鎂基粉末冶金復(fù)合材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉 2% -5 %、銅粉 1 % -3 %、鎳粉 0.2 % -0.8 %、鉻粉 2 % -3 %、鋁粉 10% -15 %、鋅粉 0. 5% -1%、SiC顆粒16% -20%，余量為鎂粉，其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度 彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0007] 優(yōu)選的，一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉 3% -4%、銅粉 L 5% -2. 5%、鎳粉 0· 4% -0· 6%、鉻粉 2. 2% -2. 8%、鋁粉 12% -14%、鋅 粉0.6% -0.8%、SiC顆粒17% -19%，余量為鎂粉，其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純 度彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0008] 更優(yōu)選的，一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉 3. 5%、銅粉2 %、鎳粉0.5 %、鉻粉2. 5 %、鋁粉13 %、鋅粉0.7 %、SiC顆粒18%，余量為 鎂粉，其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度 彡 99. 9%。
[0009] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0010] a :將各組份混合均勻，然后于70-90°C下干燥5-8小時；
[0011] b :然后于500-750°C條件下燒結(jié)1-3小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其 中升溫速率為150-180°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度彡99. 5%，鎂粉的 粒度為40-60微米，純度> 99. 9 %。
[0012] 優(yōu)選的，步驟a中所述的于80°C下干燥6. 5小時。
[0013] 優(yōu)選的，步驟b中所述的升溫速率為165°C /min。
[0014] 有益效果：
[0015] 1、本發(fā)明對制備的復(fù)合材料進(jìn)行了摩擦磨損實驗，實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表明鎳、鉻、鋅和 SiC顆粒的加入顯著提高了鎂合金的性能，且SiC顆粒越小，制備的鎂基粉末冶金復(fù)合材料 的摩擦系數(shù)越大，摩擦系數(shù)穩(wěn)定性越好。
[0016] 2、本發(fā)明工藝簡單，操作方便，制備成本低，制備的鎂基粉末冶金復(fù)合材料的耐磨 性能好，能夠滿足實際應(yīng)用中對鎂基粉末冶金復(fù)合材料耐磨性能的要求。

【具體實施方式】
[0017] 實施例1
[0018] 一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉2%、銅粉1%、 鎳粉0. 2%、鉻粉2%、鋁粉10%、鋅粉0. 5%、SiC顆粒16%，余量為鎂粉，其中SiC顆粒的 粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0019] 一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0020] a :將各組份混合均勻，然后于70°C下干燥5小時；
[0021] b :然后于500°C條件下燒結(jié)1小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其中升溫 速率為150°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60 微米，純度> 99. 9%。
[0022] 實施例2
[0023] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉5 %、銅粉3 %、 鎳粉0. 8 %、鉻粉3 %、鋁粉15 %、鋅粉1 %、SiC顆粒20 %，余量為鎂粉，其中SiC顆粒的粒 度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0024] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0025] a :將各組份混合均勻，然后于75°C下干燥6小時；
[0026] b :然后于550°C條件下燒結(jié)3小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其中升溫 速率為155°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60 微米，純度> 99. 9%。
[0027] 實施例3
[0028] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉3%、銅粉 1. 5%、鎳粉0. 4%、鉻粉2. 2%、鋁粉12%、鋅粉0. 6%、SiC顆粒17%，余量為鎂粉，其中SiC 顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0029] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0030] a :將各組份混合均勻，然后于80°C下干燥7小時；
[0031] b :然后于600°C條件下燒結(jié)2小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其中升溫 速率為160°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60 微米，純度> 99. 9%。
[0032] 實施例4
[0033] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉4 %、銅粉 2. 5%、鎳粉0. 6%、鉻粉2. 8%、鋁粉14%、鋅粉0. 8%、SiC顆粒19%，余量為鎂粉，其中SiC 顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0034] 一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0035] a :將各組份混合均勻，然后于85°C下干燥8小時；
[0036] b :然后于700°C條件下燒結(jié)2. 5小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其中 升溫速率為170°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為 40-60微米，純度彡99.9%。
[0037] 實施例5
[0038] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉3. 5%、銅粉 2%、鎳粉0.5%、鉻粉2. 5%、鋁粉13%、鋅粉0.7%、SiC顆粒18%，余量為鎂粉，其中SiC 顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0039] -種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0040] a :將各組份混合均勻，然后于80°C下干燥6. 5小時；
[0041] b :然后于650°C條件下燒結(jié)2小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其中升溫 速率為165°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60 微米，純度> 99. 9%。
[0042] 實施例6
[0043] 一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵粉4%、銅粉 2. 5%、鎳粉0. 5%、鉻粉2. 5%、鋁粉14%、鋅粉0. 7%、SiC顆粒20%，余量為鎂粉，其中SiC 顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
[0044] 一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0045] a :將各組份混合均勻，然后于90°C下干燥5小時；
[0046] b :然后于750°C條件下燒結(jié)3小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其中升溫 速率為180°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60 微米，純度> 99. 9%。
[0047] 將上述實施例1至實施例6制備的鎂基粉末冶金復(fù)合材料進(jìn)行硬度性能測試，測 試結(jié)果見表1。
[0048] 表 1
[0049]

【權(quán)利要求】
1. 一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其特征在于它是由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鐵 粉 2%-5%、銅粉 1%-3%、鎳粉 0. 2%-0. 8%、鉻粉 2%-3%、鋁粉 10%-15%、鋅粉 0. 5%-1%、SiC 顆 粒16%-20%，余量為鎂粉，其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為 40-60 微米，純度 > 99.9%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其特征在于由以下重量百分比 的物質(zhì)組成：鐵粉3%-4%、銅粉1. 5%-2. 5%、鎳粉0. 4%-0. 6%、鉻粉2. 2%-2. 8%、鋁粉12%-14%、 鋅粉0. 6%-0. 8%、SiC顆粒17%-19%，余量為鎂粉，其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度 彡99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純度> 99. 9%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其特征在于由以下重量百分比 的物質(zhì)組成：鐵粉3. 5%、銅粉2%、鎳粉0. 5%、鉻粉2. 5%、鋁粉13%、鋅粉0. 7%、SiC顆粒18%， 余量為鎂粉，其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度> 99. 5%，鎂粉的粒度為40-60微米，純 度彡99. 9%。
4. 一種如權(quán)利要求1至3任一項所述的鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于包括以下步驟： a :將各組份混合均勻，然后于70-90°C下干燥5-8小時； b :然后于500-750°C條件下燒結(jié)1-3小時，冷卻后即得鎂基粉末冶金復(fù)合材料，其中升 溫速率為150-180°C /min ;其中SiC顆粒的粒度為5-15微米，純度彡99. 5%，鎂粉的粒度為 40-60 微米，純度 > 99.9%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟a 中所述的于80°C下干燥6. 5小時。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鎂基粉末冶金復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟b 中所述的升溫速率為165°C /min。
【文檔編號】C22C1/05GK104384497SQ201410587449
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】劉莉, 王爽, 邱晶, 劉曉東, 黃明明 申請人:蘇州萊特復(fù)合材料有限公司