阅读说明：本技术 一种抗冲击的合金材料及其制备方法 (impact-resistant alloy material and preparation method thereof ) 是由 颜勇 于 2018-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗冲击的合金材料及其制备方法。所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.05-0.09%的锶、0.3-0.5%的铈、2-6%的镓、8-15%的镍、5-10%的锰、2-5％的铁、0.01-0.05％的铌、0.1-0.2％的钛、1-3％的锌、1-4%的锆、2-5%的石墨烯纳米颗粒、0-0.02%的钙、0-0.01%的铜、1-3%的硅灰石纤维、1-3%的滑石粉,其余为Mg。本发明的抗冲击的合金材料能有效改善合金材料的致密度和间隙度；提高合金材料的强度和硬度；同时还能有效提高合金材料的导热性；而且生产效率更高成本更低；提高合金材料的使用范围；制备简单,易于控制,易于工业化大规模生产,具有广阔的应用前景。(the invention discloses an impact-resistant alloy material and a preparation method thereof. The alloy material comprises the following components in percentage by weight: 0.05-0.09% of strontium, 0.3-0.5% of cerium, 2-6% of gallium, 8-15% of nickel, 5-10% of manganese, 2-5% of iron, 0.01-0.05% of niobium, 0.1-0.2% of titanium, 1-3% of zinc, 1-4% of zirconium, 2-5% of graphene nanoparticles, 0-0.02% of calcium, 0-0.01% of copper, 1-3% of wollastonite fiber, 1-3% of talcum powder and the balance of Mg. The impact-resistant alloy material can effectively improve the density and the clearance degree of the alloy material; the strength and the hardness of the alloy material are improved; meanwhile, the heat conductivity of the alloy material can be effectively improved; the production efficiency is higher and the cost is lower; the application range of the alloy material is improved; the preparation is simple, easy to control and easy for industrial large-scale production, and has wide application prospect.)

一种抗冲击的合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种合金材料，具体是一种抗冲击的合金材料及其制备方法。

背景技术

合金，是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。根据组成元素的数目，可分为二元合金、三元合金和多元合金。合金类型：（1）混合物合金（共熔混合物），当液态合金凝固时，构成合金的各组分分别结晶而成的合金，如焊锡、铋镉合金等；（2）固熔体合金，当液态合金凝固时形成固溶体的合金，如金银合金等；（3）金属互化物合金，各组分相互形成化合物的合金，如铜、锌组成的黄铜（β-黄铜、γ-黄铜和ε-黄铜）等。

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，其特点是，密度小、强度高、弹性模量大、散热好、消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金，在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。但是，镁合金也有其性能上的缺点，如结晶温度间隔宽，容易形成凝固收缩分布在铸件断面，使合金强度和韧性降低，镁合金为密排六方晶体结构，抗拉强度、屈服强度和延伸率低，使镁合金的应用受到很大限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗冲击的合金材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种抗冲击的合金材料，所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.05-0.09%的锶、0.3-0.5%的铈、2-6%的镓、8-15%的镍、5-10%的锰、2-5％的铁、0.01-0.05％的铌、0.1-0.2％的钛、1-3％的锌、1-4%的锆、2-5%的石墨烯纳米颗粒、0-0.02%的钙、0-0.01%的铜、1-3%的硅灰石纤维、1-3%的滑石粉，其余为Mg。

作为本发明进一步的方案：所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.06-0.08%的锶、0.35-0.4%的铈、3-5%的镓、10-13%的镍、6-9%的锰、3-5％的铁、0.02-0.04％的铌、0.15-0.18％的钛、2.2-3％的锌、2-3%的锆、3-4%的石墨烯纳米颗粒、0-0.01%的钙、0-0.005%的铜、2-2.6%的硅灰石纤维、2-2.8%的滑石粉，其余为Mg。

作为本发明进一步的方案：所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.07%的锶、0.38%的铈、4%的镓、12%的镍、7%的锰、4％的铁、0.03％的铌、0.16％的钛、2.5％的锌、2.6%的锆、3.5%的石墨烯纳米颗粒、0%的钙、0%的铜、2.3%的硅灰石纤维、2.5%的滑石粉，其余为Mg。

一种抗冲击的合金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照上述配方，称取锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg，备用；

（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至850-1050℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀；

（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至1890-2530℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置20-25min后浇铸成铸锭；

（4）对步骤（3）获得的铸锭进行固溶处理；

（5）对步骤（4）处理后的铸锭进行时效处理，获得最终产品。

作为本发明进一步的方案：步骤（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至950℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀。

作为本发明进一步的方案：步骤（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至2250℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置22min后浇铸成铸锭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的抗冲击的合金材料通过锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg制备而成，本发明能有效改善合金材料的致密度和间隙度；提高合金材料的强度和硬度；同时还能有效提高合金材料的导热性；而且生产效率更高成本更低；提高合金材料的使用范围；制备简单，易于控制，易于工业化大规模生产，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种抗冲击的合金材料，所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.05%的锶、0.3%的铈、2%的镓、8%的镍、5%的锰、2％的铁、0.01％的铌、0.1％的钛、1％的锌、1%的锆、2%的石墨烯纳米颗粒、0.01%的钙、0.005%的铜、1%的硅灰石纤维、1%的滑石粉，其余为Mg。

一种抗冲击的合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述配方，称取锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg，备用；（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至850℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀；（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至1890℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置20min后浇铸成铸锭；（4）对步骤（3）获得的铸锭进行固溶处理；（5）对步骤（4）处理后的铸锭进行时效处理，获得最终产品。

实施例2

一种抗冲击的合金材料，所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.09%的锶、0.5%的铈、6%的镓、15%的镍、10%的锰、5％的铁、0.05％的铌、0.2％的钛、3％的锌、4%的锆、5%的石墨烯纳米颗粒、0.02%的钙、0.01%的铜、3%的硅灰石纤维、3%的滑石粉，其余为Mg。

一种抗冲击的合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述配方，称取锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg，备用；（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至1050℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀；（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至2530℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置25min后浇铸成铸锭；（4）对步骤（3）获得的铸锭进行固溶处理；（5）对步骤（4）处理后的铸锭进行时效处理，获得最终产品。

实施例3

一种抗冲击的合金材料，所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.07%的锶、0.38%的铈、4%的镓、12%的镍、7%的锰、4％的铁、0.03％的铌、0.16％的钛、2.5％的锌、2.6%的锆、3.5%的石墨烯纳米颗粒、0%的钙、0%的铜、2.3%的硅灰石纤维、2.5%的滑石粉，其余为Mg。

一种抗冲击的合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述配方，称取锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg，备用；（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至950℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀。（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至2250℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置22min后浇铸成铸锭。（4）对步骤（3）获得的铸锭进行固溶处理；（5）对步骤（4）处理后的铸锭进行时效处理，获得最终产品。

实施例4

一种抗冲击的合金材料，所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.06%的锶、0.35%的铈、3%的镓、10%的镍、6%的锰、3％的铁、0.02％的铌、0.15％的钛、2.2％的锌、2%的锆、3%的石墨烯纳米颗粒、0.005%的钙、0.001%的铜、2%的硅灰石纤维、2%的滑石粉，其余为Mg。

一种抗冲击的合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述配方，称取锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg，备用；（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至880℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀；（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至1950℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置22min后浇铸成铸锭；（4）对步骤（3）获得的铸锭进行固溶处理；（5）对步骤（4）处理后的铸锭进行时效处理，获得最终产品。

实施例5

一种抗冲击的合金材料，所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.08%的锶、0.4%的铈、5%的镓、13%的镍、9%的锰、5％的铁、0.04％的铌、0.18％的钛、3％的锌、3%的锆、4%的石墨烯纳米颗粒、0.01%的钙、0.005%的铜、2.6%的硅灰石纤维、2.8%的滑石粉，其余为Mg。

一种抗冲击的合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述配方，称取锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg，备用；（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至980℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀；（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至2250℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置24min后浇铸成铸锭；（4）对步骤（3）获得的铸锭进行固溶处理；（5）对步骤（4）处理后的铸锭进行时效处理，获得最终产品。

实施例6

一种抗冲击的合金材料，所述合金材料包括以下重量百分数的组分：0.08%的锶、0.45%的铈、5.2%的镓、12%的镍、9%的锰、4％的铁、0.03％的铌、0.15％的钛、2.5％的锌、3.5%的锆、3.5%的石墨烯纳米颗粒、0.015%的钙、0.003%的铜、1.3%的硅灰石纤维、1.3%的滑石粉，其余为Mg。

一种抗冲击的合金材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照上述配方，称取锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg，备用；（2）熔炼：将锶、锰、铈、石墨烯纳米颗粒和Mg加入坩埚中，添加覆盖剂，放入炉中，升温至1000℃充分熔化；然后在坩埚中加入镓、镍、铁、钛、硅灰石纤维和滑石粉，搅拌均匀；（3）将锆、铌和锌加入炉中，升温至1980℃，熔化后迅速加入上步处理后的坩埚中并搅拌均匀，静置23min后浇铸成铸锭；（4）对步骤（3）获得的铸锭进行固溶处理；（5）对步骤（4）处理后的铸锭进行时效处理，获得最终产品。

本发明的抗冲击的合金材料通过锶、铈、镓、镍、锰、铁、铌、钛、锌、锆、石墨烯纳米颗粒、钙、铜、硅灰石纤维、滑石粉和Mg制备而成，本发明能有效改善合金材料的致密度和间隙度；提高合金材料的强度和硬度；同时还能有效提高合金材料的导热性；而且生产效率更高成本更低；提高合金材料的使用范围；制备简单，易于控制，易于工业化大规模生产，具有广阔的应用前景。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。