一種球磨法制備非晶鎂合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非晶合金制備方法，尤其是涉及一種球磨法制備非晶鎂合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂及鎂合金以其密度小、比強(qiáng)度高、吸震性好、鑄造性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。然而由于鎂和鎂合金耐腐蝕性能較差，限制了其發(fā)展。非晶合金由于不存在晶粒和晶界，減少了晶界帶來的缺陷，提高了材料的耐腐蝕性能和機(jī)械性能。
[0003]目前，非晶態(tài)鎂合金的制備一般采用傳統(tǒng)快淬法制得粉末形態(tài)的非晶鎂合金，其無法成形為塊狀，用途狹窄，另外，快淬法制備非晶鎂合金的工藝步驟復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種步驟簡單、安全可靠的球磨法制備非晶鎂合金的方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]—種球磨法制備非晶鎂合金的方法，包括以下步驟:
[0007]將混合好的鎂合金粉末與球磨球進(jìn)行離心混料后置入真空夾層球磨罐中；
[0008]真空夾層球磨罐內(nèi)抽真空，并向真空夾層球磨罐中通入惰性氣體形成保護(hù)，防止氧化，再向真空夾層球磨罐夾層中灌入液氮進(jìn)行冷卻；
[0009]在行星式球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，期間持續(xù)加液氮保持冷卻，即得非晶鎂合金粉末。
[0010]球磨球與鎂合金粉末的球料比為(5?30):1，優(yōu)選為20:1。
[0011]所述的鎂合金粉末由以下組分及重量百分比的原料配制而成:Mg60-68%,Zn25-32%,Si 1-4%，Ca 3-4%,Zr 0.1-0.5%。上述鎂合金粉末的比例設(shè)置是用于實(shí)現(xiàn)適合球磨形成非晶形態(tài)的優(yōu)選比例。
[0012]進(jìn)行球磨的工藝條件為:300?400r/min的轉(zhuǎn)速球磨至少40小時(shí)，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為380r/mino
[0013]所述的真空夾層球磨罐包括一腔體、在腔體的外側(cè)為液氮夾層，在腔體的上方設(shè)置密封蓋板，所述的密封蓋板與腔體之間通過卡鉗密封連接，所述的腔體上設(shè)置用于與真空抽濾機(jī)相連的抽真空接口，在抽真空接口上設(shè)置有可拆鑰匙閥，所述的液氮夾層設(shè)置液氮入口螺紋堵頭與泄壓閥。
[0014]所述的真空夾層球磨罐使用時(shí)，將鎂合金粉末與球磨球加入離心混料機(jī)混合均勻后，打開密封蓋板，將球磨球與鎂合金粉末倒入腔體內(nèi)，蓋上密封蓋板，擰緊密封用卡鉗。將抽真空接口與真空抽濾機(jī)相連，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)可拆鑰匙閥若干圈后提起，使通道打開。打開真空抽濾機(jī)，同時(shí)通入惰性氣體。抽真空完畢，按下可拆鑰匙閥，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)若干圈后關(guān)閉真空抽濾機(jī)，卸下可拆鑰匙閥，此時(shí)腔體內(nèi)處于惰性氣體保護(hù)狀態(tài)。選用適當(dāng)配重，將球磨罐固定在行星式球磨機(jī)上，擰開液氮入口螺紋堵頭并灌入液氮至液氮夾層，擰緊液氮入口螺紋堵頭。設(shè)定轉(zhuǎn)速350?400r/min，開啟行星式球磨機(jī)，運(yùn)行每半小時(shí)暫停加一次液氮冷卻，液氮的目的在于使球磨球與鎂合金粉末的混合物進(jìn)行冷焊。直至40小時(shí)以上。泄荷閥可保證氣壓平衡，防止氮?dú)鉀_出閥門。結(jié)束后拆下密封用卡鉗，打開密封蓋板即可得非晶態(tài)鎂合金粉末。
[0015]所述的惰性氣體包括氦氣或氬氣，惰性氣體的作用在于防止鎂合金粉末的氧化。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用球磨的方法制備非晶鎂合金，本發(fā)明嚴(yán)格限定了球磨的工藝條件，隨著球磨時(shí)間的延長，造成了鎂合金粉末晶粒細(xì)化，在球磨過程中采用惰性氣體保護(hù)，防止了鎂合金粉末氧化，并且采用液氮夾層使球磨球與鎂合金粉末的混合物進(jìn)行冷焊。球磨過程中，具有很大動(dòng)能的磨球把不同粉末壓延，焊合，形成在層間有一定原子結(jié)合力的多層復(fù)合顆粒，又經(jīng)過反復(fù)的破碎和冷焊，粉末晶態(tài)結(jié)構(gòu)被破壞，機(jī)械能被粉末吸收，使能量積累，又由于原子間的擴(kuò)散過程，內(nèi)部構(gòu)成不穩(wěn)定的非晶。本發(fā)明可以以較簡單的步驟，較安全的操作制備非晶鎂合金，從而實(shí)現(xiàn)非晶鎂合金進(jìn)一步的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0017]圖1為真空夾層球磨罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，包括以下步驟:
[0021 ]將混合好的鎂合金粉末與球磨球進(jìn)行離心混料后置入真空夾層球磨罐中；真空夾層球磨罐內(nèi)抽真空，并向真空夾層球磨罐中通入氦氣形成保護(hù)，防止氧化，再向真空夾層球磨罐夾層中灌入液氮進(jìn)行冷卻;在行星式球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，球磨的工藝條件為300r/min的轉(zhuǎn)速球磨至少40小時(shí)，期間持續(xù)加液氮保持冷卻，即得非晶鎂合金粉末。
[0022]球磨球與鎂合金粉末的球料比為5:1，鎂合金粉末由以下組分及重量百分比的原料配制而成:Mg 60% ,Zn32% ,Si3.5% ,Ca 4% ,Zr 0.5%。
[0023]如圖1所示，真空夾層球磨罐包括一腔體8、在腔體8的外側(cè)為液氮夾層7，在腔體8的上方設(shè)置密封蓋板6，密封蓋板6與腔體8之間通過卡鉗4密封連接，腔體8上設(shè)置用于與真空抽濾機(jī)相連的抽真空接口 1，在抽真空接口 1上設(shè)置有可拆鑰匙閥2，液氮夾層7設(shè)置液氮入口螺紋堵頭5與泄壓閥3。
[0024]真空夾層球磨罐使用時(shí)，將鎂合金粉末與球磨球加入離心混料機(jī)混合均勻后，打開密封蓋板6，將球磨球與鎂合金粉末倒入腔體8內(nèi)，蓋上密封蓋板6，擰緊密封用卡鉗4。將抽真空接口 1與真空抽濾機(jī)相連，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)可拆鑰匙閥2若干圈后提起，使通道打開。打開真空抽濾機(jī)，同時(shí)通入惰性氣體。抽真空完畢，按下可拆鑰匙閥2，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)若干圈后關(guān)閉真空抽濾機(jī)，卸下可拆鑰匙閥2，此時(shí)腔體8內(nèi)處于惰性氣體保護(hù)狀態(tài)。選用適當(dāng)配重，將球磨罐固定在行星式球磨機(jī)上，擰開液氮入口螺紋堵頭5并灌入液氮至液氮夾層7，擰緊液氮入口螺紋堵頭5。設(shè)定轉(zhuǎn)速350?400r/min，開啟行星式球磨機(jī)，運(yùn)行每半小時(shí)暫停加一次液氮冷卻，液氮的目的在于使球磨球與鎂合金粉末的混合物進(jìn)行冷焊。直至40小時(shí)以上。泄荷閥3可保證氣壓平衡，防止氮?dú)鉀_出閥門。結(jié)束后拆下密封用卡鉗4，打開密封蓋板6即可得非晶態(tài)鎂合金粉末。
[0025]實(shí)施例2
[0026]與實(shí)施例1不同之處在于，本實(shí)施例中，球磨的工藝條件為400r/min的轉(zhuǎn)速球磨至少40小時(shí)，球磨球與鎂合金粉末的球料比為30:1，鎂合金粉末由以下組分及重量百分比的原料配制而成:Mg 68%,Zn 25%,Si 3.9%,Ca 3%,Zr 0.1%o
[0027]實(shí)施例3
[0028]與實(shí)施例1不同之處在于，本實(shí)施例中，球磨的工藝條件為380r/min的轉(zhuǎn)速球磨至少40小時(shí)，球磨球與鎂合金粉末的球料比為20:1，鎂合金粉末由以下組分及重量百分比的原料配制而成:Mg 65%,Zn 31%,Si l%,Ca 3.7%,Zr 0.3%。
[0029]實(shí)施例4
[°03°]與實(shí)施例1不同之處在于，本實(shí)施例中，球磨的工藝條件為380r/min的轉(zhuǎn)速球磨至少40小時(shí)，球磨球與鎂合金粉末的球料比為20:1，鎂合金粉末由以下組分及重量百分比的原料配制而成:Mg 63% ,Ζη 29.6% ,Si 4% ,Ca 3.1% ,Zr 0.3%o
[0031]上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，其特征在于，包括以下步驟: 將混合好的鎂合金粉末與球磨球進(jìn)行離心混料后置入真空夾層球磨罐中； 真空夾層球磨罐內(nèi)抽真空，并向真空夾層球磨罐中通入惰性氣體形成保護(hù)，防止氧化，再向真空夾層球磨罐夾層中灌入液氮進(jìn)行冷卻； 在行星式球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，期間持續(xù)加液氮保持冷卻，即得非晶鎂合金粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，其特征在于，球磨球與鎂合金粉末的球料比為(5?30):1，優(yōu)選為20:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，其特征在于，所述的鎂合金粉末由以下組分及重量百分比的原料配制而成:Mg 60-68%,Zn 25-32%,Si l-4%,Ca3-4% ,Zr 0.卜 0.5%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，其特征在于，進(jìn)行球磨的工藝條件為:300?400r/min的轉(zhuǎn)速球磨至少40小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，其特征在于，所述的真空夾層球磨罐包括一腔體(8)、在腔體(8)的外側(cè)為液氮夾層(7)，在腔體(8)的上方設(shè)置密封蓋板(6)，所述的密封蓋板(6)與腔體(8)之間通過卡鉗(4)密封連接，所述的腔體(8)上設(shè)置用于與真空抽濾機(jī)相連的抽真空接口(1)，在抽真空接口(1)上設(shè)置有可拆鑰匙閥(2)，所述的液氮夾層(7)設(shè)置液氮入口螺紋堵頭(5)與泄壓閥(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，其特征在于，所述的惰性氣體包括氦氣或氬氣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球磨法制備非晶鎂合金的方法，將混合好的鎂合金粉末與球磨球進(jìn)行離心混料后置入真空夾層球磨罐中；真空夾層球磨罐內(nèi)抽真空，并向真空夾層球磨罐中通入惰性氣體形成保護(hù)，防止氧化，再向真空夾層球磨罐夾層中灌入液氮進(jìn)行冷卻；在行星式球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，期間持續(xù)加液氮保持冷卻，即得非晶鎂合金粉末。本發(fā)明嚴(yán)格限定了球磨的工藝條件，隨著球磨時(shí)間的延長，造成了鎂合金粉末晶粒細(xì)化，并使得鎂合金粉末非晶化，在球磨過程中采用惰性氣體保護(hù)，防止了鎂合金粉末氧化，并且采用液氮夾層使球磨球與鎂合金粉末的混合物進(jìn)行冷焊。本發(fā)明可以以較簡單的步驟，較安全的操作制備非晶鎂合金，從而實(shí)現(xiàn)非晶鎂合金進(jìn)一步的應(yīng)用。
【IPC分類】C22C45/00
【公開號】CN105483571
【申請?zhí)枴緾N201610060150
【發(fā)明人】嚴(yán)彪, 嚴(yán)鵬飛, 談?wù)? 戚孝群, 趙一鶴
【申請人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月28日