本发明是一种高阻尼镁合金的制备方法，特别是一种通过二十面体准晶改性的高阻尼Mg-Si铸造合金的制备方法。本发明首先制备Mg-1wt.%Si，Mg3Zn6Y1母合金，然后通过熔体混溶方法制备出高阻尼镁合金。本发明的镁合金经过母合金预制，母合金熔体混溶后所得到的合金组织为α-Mg固溶体+Mg2Si相+二十面体准晶相（I-phase），且其组织内部能获得尺寸细小的准晶相和Mg2Si相。本发明通过引入界面阻尼获得高阻尼性能，以及通过组织优化特别是Mg2Si的细化提高合金强度。本发明可进一步推动高阻尼镁合金在航空、航天、交通等众多领域的广泛应用而产生较大的社会效益和经济效益。
1.一种准晶改性高阻尼Mg-Si合金的制备方法，其特征在于，所述的高阻尼镁合金由Mg-1wt.%Si母合金和Mg3Zn6Y1母合金按质量比为10:1至12:1进行熔体混溶制成，具体步骤如下：第一步，分别将两个坩埚放入两个井式炉并预热到 250℃，将预制好的 Mg-1wt.%Si 母合金和Mg3Zn6Y1母合金事先按质量比10:1至12：1,分别加入两个坩埚内并开始通入保护性气体，该气体由 SF6+CO2混合而成，其中SF6 气体占体积分数的0.5%；
第二步，将上述两个井式炉升温至 750℃，待母合金完全熔化后，搅拌并静置5～10分钟； 第三步，取出盛有 Mg3Zn6Y1 母合金的坩埚放入另一个温度恒定在 600℃的井式炉中，并保温 10分钟；将盛有Mg-1wt.%Si母合金的井式炉降温到700℃，保温10分钟；
第四步，同时取出盛有母合金的坩埚，将Mg-1wt.%Si 母合金熔体浇入Mg3Zn6Y1准晶熔体中，搅拌后一起浇入金属型中，整个过程均在SF6+CO2 混合气体的保护下进行。
2.一种如权利要求1所述准晶改性高阻尼Mg-Si合金的制备方法，其特征在于，所述Mg-1wt.%Si母合金的制备方法为： 第一步，坩埚预热到 250℃时，加入纯镁至坩埚内并开始通入保护性气体，该气体由SF6+CO2 混合而成，其中 SF6 气体占体积分数的0.5%； 第二步，升温至纯镁完全熔化，在700～720℃加入Mg-10wt.%Si中间合金；
第三步，继续升温至750℃，搅拌熔体并静置5～10分钟后浇入金属型中，整个过程均在 SF6+CO2 混合气体的保护下进行；
3. 一种如权利要求1所述准晶改性高阻尼Mg-Si合金的制备方法，其特征在于，所述Mg3Zn6Y1母合金的制备方法为： 第一步，坩埚预热到250℃，将纯镁加入坩埚并开始通入保护性气体，该气体由 SF6+CO2 混合而成，其中 SF6 气体占体积分数的0.5%； 第二步，升温至纯镁完全熔化，在 700～720℃加入 Mg-30wt.%Y中间合金和纯锌； 第三步，继续升温至740℃，搅拌熔体并静置 5～10分钟后浇入金属型中，整个过程均在 SF6+CO2 混合气体的保护下进行。
一种准晶改性高阻尼Mg-Si合金的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高阻尼铸造镁合金材料及制备技术，特别是一种准晶改性高阻尼Mg-Si合金的制备方法。技术背景
[0002] 随着现代科学技术的飞速发展，振动与噪声已成为十分复杂而迫切需要解决的重大课题。宽频带随机激振引起机电系统和结构的多共振峰响应，可以使电子器件失效、引起仪表失灵和机械部件的结构疲劳，严重时可引发灾难性后果。交通、能源、建筑、矿山、冶金等领域中的振动和噪声干扰着人们的正常工作和生活，易使人体疲劳而工作效率降低。国外工业发达国家已明确立法，对生产、生活环境的振动与噪声有严格的限定。因此，减振材料及其制备技术已成为现代工业和高技术产业中的重要技术。
[0003] 镁合金具有比强度高、阻尼性能好等突出优点，具有广阔的工程应用前景。Mg-Si 合金系中 Si元素在基体中固溶度极低，以 Mg2Si相出现可保证基体良好的阻尼性能，且Mg2Si相还具有密度低、硬度高、弹性模量高等特点。因此，该合金系满足一相充当阻尼相而另一相充当强化相的基本条件，它是一种获得高阻尼高强度的潜在合金系。然而，该合金铸态组织中Mg2Si 相若以“汉字状”形态存在，其力学性能较差；若对合金进行简单变质处理，Mg2Si 相尺寸和形态将得到改善，但力学性能提高幅度不大且影响合金的阻尼性能。 发明内容
[0004] 本发明针对以上不足，综合考虑该合金力学性能与阻尼性能的兼顾性，从强化基体和改善Mg2Si 相形态入手，提供一种准晶改性高强高阻尼 Mg-Si合金及其制备方法,特别是通过 Mg-1wt.%Si 和 Mg3Zn6Y1 准晶合金按一定的比例进行熔体混溶制备高阻尼镁合金的方法。具体技术方案：
[0005] (1) 制备 Mg-1wt.%Si母合金：
[0006] 第一步，将坩埚预热到 250℃，加入纯镁到坩埚中并开始通入保护性气体，该气体由SF6+CO2混合而成，其中SF6气体占体积分数的0.5%；
[0007] 第二步，升温至纯镁完全熔化，在700～720℃加入 Mg-10wt.%Si中间合金；
[0008] 第三步，继续升温至 750℃后，搅拌并静置 5～10分钟 后浇入金属型中，整个过程均在 SF6+CO2 混合气体的保护下进行。
[0009] （2）制备 Mg3Zn6Y1 准晶母合金方法：
[0010] 第一步，将坩埚预热到250℃，加入纯镁至坩埚内并开始通入保护性气体，该气体由 SF6+CO2 混合而成，其中 SF6气体占体积分数的0.5%；
[0011] 第二步，升温至纯镁完全熔化，在700～720℃加入 Mg-30wt.%Y中间合金和纯锌； [0012] 第三步，继续升温至740℃后，搅拌并静置 5～10分钟 后浇入金属型中，整个过程均在 SF6+CO2 混合气体的保护下进行。
[0013] （3）将 Mg-Si 和准晶合金熔体进行混溶：
[0014] 第一步，将两个坩埚放入井式炉并预热到 250℃，将预制好的 Mg-1wt.%Si 和[0015] Mg3Zn6Y1 母合金按一定的比例（质量比介于 10:1～12：1 之间）加入各自坩埚中并开始通入保护性气体，该气体由SF6+CO2混合而成，其中SF6气体占体积分数的0.5%； [0016] 第二步，继续升温至 750℃待母合金完全熔化，搅拌并静置 5～10分钟；
[0017] 第三步，取出盛有 Mg3Zn6Y1 母合金的坩埚放入另一个温度恒定在 600℃的井式炉中，并保温 10分钟；将盛有Mg-1wt.%Si母合金的井式炉降温到700℃，保温10分钟；
[0018] 第四步，同时取出盛有母合金的坩埚，将Mg-1wt.%Si 母合金熔体浇入Mg3Zn6Y1准晶熔体中，搅拌后一起浇入金属型中，整个过程均在SF6+CO2 混合气体的保护下进行。
[0019] 熔体混溶后准晶和 Mg2Si 相的形态都发生较大改变，其原因主要源自两方面：一方面，由于两熔体混溶使原来从 Mg-Zn-Y 合金中预先结晶出来的准晶外部生长的溶质场和温度场发生剧烈变化并影响其生长过程，特别是混熔过程中两熔体的强烈对流对半固态Mg-Zn-Y 合金有一个明显的剪切作用，可使准晶形貌变成近球状；另一方面，由于 Mg-Si 熔体引入准晶影响其后的生长过程,最终长成尺寸细小的 Mg2Si相，尺寸细小的 Mg2Si和准晶相均可增强该合金。
[0020] 镁合金中增强体（准晶、Mg2Si）和基体的热膨胀系数不同，增强物与基体界面处会产生高密度位错区使界面结合处位错数目增加，而高密度位错群在较小的外加应力下便可往复运动而消耗能量，从而提高材料的阻尼性能。
[0021] 本发明采用热处理方法制备了高强镁合金，其效益为:
[0022] （1）高强镁合金抗拉强度大于 200MPa，延伸率大于 5%。
[0023] （2）在振动频率为 1 赫兹和振幅为 50µm 下，其室温阻尼性能 tanφ 大于0.01,属于高阻尼镁合金。
具体实施方式
[0024] 实施例 1
[0025] 准晶改性 Mg-Si 合金及其制备方法，其特征在于，所述的高阻尼镁合金是由Mg-1wt.%Si 和 Mg3Zn6Y1 母合金按质量比10:1进行熔体混溶制备。
[0026] (1)制备 Mg-Si母合金：
[0027] 第一步，将坩埚预热到250℃时，将纯镁加入坩埚并开始通入保护性气体，该气体特征为由 SF6+CO2 混合而成，其中 SF6 气体占体积分数的 0.5%。
[0028] 第二步，继续升温至纯镁完全熔化，在700～720℃加入 Mg-10wt.%Si中间合金。 [0029] 第三步，待温度升至 750℃后，搅拌并静置 5～10分钟 后浇入金属型中，整个过程均在 SF6+CO2 混合气体的保护下进行。
[0030] （2）制备 Mg3Zn6Y1 准晶母合金方法：
[0031] 第一步，将坩埚预热到250℃时，将纯镁加入坩埚并开始通入保护性气体，该气体特征为由SF6+CO2混合而成，其中 SF6气体占体积分数的0.5%。
[0032] 第二步，升温至纯镁完全熔化，在700～720℃间加入Mg-30wt.%Y中间合金和纯锌。
[0033] 第三步，继续升温至 740℃后，搅拌并静置 5～10分钟 后,浇入金属型中。整个过程均在SF6+CO2混合气体的保护下进行。
