一种高触变性的镁基金属材料及其制备方法与流程

本申请涉及半固态合金制造领域，具体涉及一种高触变性的镁基金属材料及其制备方法。

背景技术：

1、半固态合金是一种在固液两相区内进行加工的金属材料，它利用金属在半固态温度区间的特殊微观组织和成形性能，在较低的成形载荷下实现复杂构件的高效近净成形。这种技术对于提高金属材料的质量利用率和性能利用率、延长模具寿命、节能减排等方面具有重要作用。

2、在镁合金领域，半固态成型技术的应用尤为重要。镁合金以其轻质、高强度、易回收等特性，在汽车轻量化等领域具有广泛的应用前景。半固态成型技术的引入，能够提高镁合金的产品质量与生产效率。

3、而传统技术中采用气体诱导制备半固态合金时，通过向熔体中注入气体，形成气泡来实现对熔体的降温和混合，从而进一步增加热交换气泡在上升过程中与熔体接触，增加了熔体与环境的热交换面积，有助于热量的快速散发。还形成对流效应，气泡的上升引起熔体流动，形成对流，这种对流可以加速热量的传递，从而提高冷却效率。

4、但由于气泡提供的剪切力较小，晶粒的形貌分布不均匀，沿坩埚的半径方向上，晶粒随着离坩埚中心距离的增大而变得更为圆整，而坩埚中心附近的晶粒以枝晶为主。将该浆料直接用于铸造，该浆料的触变性较差，容易产生气孔。若使用气体法复合搅拌法进行浆料制备，虽然可以解决晶粒形貌分布不均匀的问题，但是如此会在浆料中引入更多的气泡，产生更多气孔。

5、因此，传统技术在气体诱导法中制备的镁基金属材料存在触变性低，不利于进一步形成所需的形状和结构。

技术实现思路

1、基于此，本申请一实施例提供一种高触变性的镁基金属材料的制备方法，通过该方法制备得到的镁基金属材料具有较强的触变性。

2、本申请一方面提供一种高触变性的镁基金属材料的制备方法，包括以下步骤：

3、按镁基金属材料的组成提供金属原料，混合金属原料后加热至液相线以上10℃~20℃形成熔体。

4、将多孔石墨棒置于所述熔体内，通过气体诱导法对所述熔体进行降温，待所述熔体内固含量达到20%~50%时，移除所述多孔石墨棒并记录所述多孔石墨棒的位置，将超声探头置于所述多孔石墨棒的位置进行超声处理，制备镁基金属材料；

5、所述超声处理的参数包括：功率为0.4kw~1kw，频率为80khz~100khz。

6、在其中一个实施例中，所述超声处理的参数包括：功率为0.8kw，频率为100khz。

7、在其中一个实施例中，所述超声处理的时间为3s~8s。

8、在其中一个实施例中，所述气体诱导法包括向所述熔体中注入惰性气体的气泡。

9、在其中一个实施例中，所述惰性气体包括氩气和氦气。

10、在其中一个实施例中，所述氩气的流量为2l/min~4l/min。

11、在其中一个实施例中，所述熔体内固含量达到30%时，于所述多孔石墨棒附近进行超声处理。

12、在其中一个实施例中，所述镁基金属材料的包括fe、si、mn、ni、cu、al和zn中的一种或几种的混合。

13、在其中一个实施例中，所述镁基金属材料为am60b合金。

14、本申请另一方面提供一种高触变性的镁基金属材料，所述高触变性的镁基金属材料通过上述的制备方法制备得到。

15、本申请提供一种高触变性的镁基金属材料的制备方法，将气体诱导法与高能超声处理相结合，通过气体诱导法制备得到的高固含量的半固态浆料在多孔石墨棒区域分布有较多的枝晶，此时移除多孔石墨棒并在多孔石墨棒的位置设置超声探头进行高功率高频率的超声处理，高能超声处理一方面能够提供强烈的剪切力以促进超声探头附近的枝晶剧烈运动从而促进后者晶枝的断裂，另一方面提供了较高的能量产生局部的高温区域以促进晶枝的熔解，从而使得超声探头附近的枝晶比例明显降低，并使得浆料总体的颗粒更为均匀，触变性得到增强。本申请在多孔石墨棒的位置产生了高温高剪切力的区域，高温高剪切力的条件并不利于产生细化的晶粒，但是有利于已有枝晶的熔化，从而降低枝晶的比例。

16、进一步地，通过使用穿透性较差的高频率的超声波，超声作用集中于超声探头附近熔体的其它区域的球形晶粒不会因为超声作用而发生形貌的改变。因此，通过上述方式可以获得具有更高触变性的镁基金属材料。

17、本申请另一方面提供一种高触变性的镁基金属材料，所述高触变性的镁基金属材料通过上述的制备方法制备得到。

18、该镁基金属材料具有较强的触变性，有利于进一步形成所需的形状和结构。

19、本申请的一个或多个实施例细节在下面的描述中提出，本申请的其他特征、目的和优点将从说明书及其权利要求书变得明显。

技术特征：

1.一种高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述超声处理的参数包括：功率为0.8kw，频率为100khz。

3.根据权利要求1所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述超声处理的时间为3s~8s。

4.根据权利要求1所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述气体诱导法包括向所述熔体中注入惰性气体的气泡。

5.根据权利要求4所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体包括氩气和氦气。

6.根据权利要求5所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述氩气的流量为2l/min~4l/min。

7.根据权利要求1~6任一项所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述熔体内固含量达到30%时，将所述超声探头置于所述多孔石墨棒的位置进行超声处理。

8.根据权利要求1~6任一项所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述镁基金属材料的包括fe、si、mn、ni、cu、al和zn中的一种或几种的混合。

9.根据权利要求7所述的高触变性的镁基金属材料的制备方法，其特征在于，所述镁基金属材料为am60b合金。

10.一种高触变性的镁基金属材料，其特征在于，所述高触变性的镁基金属材料通过权利要求1~9任一项所述的制备方法制备得到。

技术总结本申请涉及半固态合金制造领域，具体涉及一种高触变性的镁基金属材料及其制备方法。本申请提供一种高触变性的镁基金属材料的制备方法，将气体诱导法与高能超声处理相结合，通过气体诱导法制备得到的高固含量的半固态浆料在多孔石墨棒区域分布有较多的枝晶，此时通过设置超声探头进行高功率高频率的超声处理，高能超声处理一方面能够提供强烈的剪切力以促进多孔石墨棒附近的枝晶剧烈运动从而促进后者晶枝的断裂，另一方面提供了较高的能量产生局部的高温区域以促进晶枝的溶解，从而使得多孔石墨棒附近的枝晶比例明显降低，并使得浆料总体的颗粒更为均匀，触变性得到增强。技术研发人员：汪以祥,熊邦汇,郭称发受保护的技术使用者：广州众山紧固件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4