[發明專利]一種納米級碳化硅鎂合金材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310259269.7
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103320631A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 陸海榮;孫飛;趙勇
• 申請（專利權）人: 蘇州天兼金屬新材料有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C23/02
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 賀小明

技術領域

本發明涉及一種納米級碳化硅鎂合金材料的制備方法以及根據該方法制備的納米級碳化硅鎂合金材料。

背景技術

納米級碳化硅(SiC)是一種通過一定的技術條件，在普通碳化硅材料的基礎上制備而出的一種納米材料。納米級碳化硅具有純度高，粒徑小，分布均勻，比表面積大，高表面活性，松裝密度低，極好的力學，熱學，電學和化學性能，即具有高硬度，高耐磨性和良好的自潤滑，高熱傳導率，低熱膨脹系數及高溫強度大等特點。

鎂合金具有密度小，強度高，塑性、韌性好，焊接性好等特點，因此，主要應用于航空航天工業、軍工領域、交通領域(包括汽車工業、飛機工業、摩托車工業、自行車工業等)、3C等領域。

但是在特殊應用方面，其性能難以滿足，比如航空航天等高科技領域對輕質材料吸噪、減震、防輻射的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強度輕質納米級碳化硅鎂合金材料的制備方法，以進一步滿足航空航天等高科技領域對輕質材料吸噪、減震、防輻射的要求，并且改善飛行器的氣體動力學性能和明顯減輕結構重量。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種納米級碳化硅鎂合金材料的制備方法，包括以下步驟：

1)配料：按照重量比例稱取占總重量1-1.5％的納米級碳化硅，占總重量10-11.5％的鋁錠，占總重量1.2-1.8％的鋅錠，占總重量0.05-0.25％的錳錠以及占總重量84.95-87.75％的鎂錠；

2)熔煉：坩堝分梯度置于工頻電爐當中，緩慢調整電壓并預熱坩堝表面的清除雜質，預熱溫度為500℃；將所述鎂錠置于坩堝內進行慢慢加溫使鎂錠緩慢融化，熔煉時間為1.5-2小時，溫度為700℃；待所述鎂錠完全融化后充入惰性氣體，并升溫至760℃后加入所述鋁錠、鋅錠和錳錠，開啟振動裝置15-20分鐘，形成充分融合的合金液；

3)添加納米級碳化硅：將納米級碳化硅添加到所述合金液表面，并使用石墨棒進行攪拌，以形成均一的碳化硅鎂合金液靜止5-10分鐘；

4)成分檢驗：確定所述碳化硅鎂合金液的化學成分；

5)壓鑄：打開與工頻電爐一體的合金液輸送泵，將成分檢驗合格的所述碳化硅鎂合金液輸送到壓鑄機內，進行壓鑄生產；

6)加工：壓鑄完成的鑄件進行表面加工處理，并按照出廠標準包裝。

在本發明公開的制備方法的一實施例中，步驟1)進一步包括粉末化處理鋁錠和鋅錠，以及更進一步地粉末化處理錳錠。

步驟2)中坩堝的容量優選為50公斤，所述工頻電爐容量優選為長1500mm×寬1500mm×高1000mm，惰性氣體優選為氮氣。

步驟3)中所述納米級碳化硅粒徑優選為100nm～800nm。

步驟4)所述成分檢驗方法優選為采用圓柱形取樣容器，取出直徑15mm長度50mm的3-5份樣品，進行光譜分析。

步驟5)所述壓鑄機優選為熱室壓鑄機。

本發明還提供了根據上述納米級碳化硅鎂合金材料的制備方法制備的納米級碳化硅鎂合金材料，由以下組分組成：納米級碳化硅占總重量的1-1.5％，鋁占總重量的10-11.5％，鋅占總重量的1.2-1.8％，錳占總重量的0.05-0.25％，不可避免的雜質總和占總重量的≤0.2％，余量為鎂。

本發明將輕質納米級碳化硅材料經過顆粒細化處理、均勻彌散分布在鎂合金材料中，利用納米級碳化硅高硬度，高耐磨性等特點在鎂合金基體中形成較高的固溶度，從而完成納米鎂合金材料在保證焊接性能，耐腐蝕性及延展性能的同時進一步提升拉伸與壓縮屈服強度，進一步滿足航空航天等高科技領域對輕質材料吸噪、減震、防輻射的要求，并且明顯改善了飛行器的氣體動力學性能和減輕其結構重量。

附圖說明

圖1為本發明提供的納米級碳化硅鎂合金材料的制備方法流程圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明，但并非限制本發明的應用范圍。下述實施例中所提到納米級碳化硅均通過公知技術手段制造。

實施例1

一種納米級碳化硅鎂合金材料的制備方法：

步驟一：配料：按照重量比例稱取占總重量的1％納米級碳化硅，占總重量的10％的鋁錠，占總重量的1.2％的鋅錠，占總重量的0.05％的錳錠及占總重量的87.75％的鎂錠。