[發明專利]一種增強型鎂合金塊包覆鎂合金棒的制備方法

有效

• 申請號: 201310428286.9
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103464727A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 鄧坤坤;李建超;周珊珊;尚栓軍;石巨巖;梁偉
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B22D19/14
• 分類號: B22D19/14;B22D19/08;C22F1/06
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種增強型鎂合金塊包覆鎂合金棒的制備方法，屬有色金屬合金提高力學性能及應用的技術領域。

背景技術

實用金屬材料中，鎂合金密度最低，是自然界中能夠使用的最輕的金屬結構材料；由于鎂合金的模量低、強度低、磨損抗力低，且熱膨脹系數高、高溫性能差，限制了鎂合金的應用范圍。

為了提高鎂合金的力學性能，常在制備工藝中采取一些增強方法，例如等通道擠壓法、摻雜金屬法、鑄造摻雜陶瓷顆粒法、熱壓包覆法、熱壓增強法等，這些方法大多是根據使用需要對不同規格和用途的鎂合金起到強化作用，但也不同程度地存在技術缺陷和弊端；例如鑄造摻雜陶瓷顆粒法，陶瓷顆粒在鎂合金基體中分布不均勻，易出現團聚現象；氣孔、縮松等鑄造缺陷會降低合金的力學性能；經過顆粒強化后的合金具有較高的耐磨性，但其塑性和韌性會降低。

鎂基復合材料較高的制作成本以及較低的塑性和韌性也限制了鎂在工業上的應用。

發明內容

發明目的

本發明的目的是針對背景技術的狀況，采用一種鑄造+摻雜+熱壓+包覆的方法，制成一種新的包覆型的鎂合金棒材，使其具有較高的耐磨性和塑韌性，以大幅度提高鎂合金的力學性能，擴大鎂合金的應用范圍。

技術方案

本發明使用的化學物質材料為：鎂合金棒、鎂合金塊、碳化硅、氫氟酸、去離子水、二氧化碳，其組合準備用量如下：以克、毫升、毫米、厘米^3?為計量單位

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制備方法如下：

（1）精選化學物質材料

對制備所需的化學物質材料進行精選，并進行質量純度、濃度控制：????

（2）預處理碳化硅

①???配置氫氟酸水溶液

量取氫氟酸80mL?±?0.1mL、去離子水720mL±0.1mL，置于燒杯中，攪拌5min，成2.24mol/L的氫氟酸水溶液；

②???稱取碳化硅粉體顆粒294g?±?0.1g，加入燒杯中，然后加入氫氟酸水溶液800mL?±?0.1mL，浸泡24h，攪拌后成碳化硅混合液；

③???抽濾

將碳化硅混合液置于抽濾瓶的布氏漏斗中，用微孔濾膜進行抽濾，濾膜上留存產物濾餅，廢液抽至濾瓶中；

④???去離子水洗滌、抽濾

將產物濾餅置于燒杯中，加入去離子水1000mL，攪拌洗滌5min，成混合液；然后將混合液置于抽濾瓶的布氏漏斗中，用微孔濾膜進行抽濾，濾膜上留存產物濾餅，廢液抽至濾瓶中；重復洗滌、抽濾，直至廢液的P^H值為7；

⑤???干燥

將洗滌后的產物濾餅置于石英容器中，然后置于干燥箱中干燥，干燥溫度80℃，干燥時間720min；

然后將干燥溫度調至120℃，繼續干燥120min；干燥后成碳化硅顆粒，顆粒直徑≤0.3μm；

（3）預處理鎂合金棒

①???將Ф60mm×100mm的鎂合金棒表面用砂紙進行打磨，使表面光滑；

②???將鎂合金棒置于電阻加熱爐中預熱，預熱溫度105℃±5℃，恒溫保溫時間90min，以消除表面水汽；

（4）預處理鎂合金塊

將鎂合金塊1500g?±?0.1g置于電阻加熱爐中預熱，預熱溫度105℃±5℃，恒溫保溫時間90min，以消除表面水汽；

（5）熔煉制備增強型鎂合金錠

增強型鎂合金錠的制備是在熔煉爐中進行的，是在加熱熔煉、摻雜碳化硅顆粒、二氧化碳保護下完成的；

①????預熱碳化硅顆粒

將預處理后的碳化硅顆粒置于石英容器中，然后置于預熱爐中預熱，預熱溫度400℃±5℃，預熱時間120min；

②???清理熔煉坩堝

用金屬鏟、金屬刷清理熔煉坩堝內壁，使其潔凈；然后用去離子水擦洗熔煉坩堝內壁，使其潔凈，擦洗后晾干；

③???將預處理后的鎂合金塊置于熔煉坩堝中；

④???開啟熔煉爐，使坩堝內溫度逐漸升至700℃±?5℃，同時向熔煉坩堝內輸入二氧化碳，輸入速度1000cm³/min；使熔煉坩堝內的鎂合金塊熔化，成熔液；然后停止加熱，將溫度調至592℃±5℃，并開動攪拌器對熔液進行攪拌；

⑤???加入碳化硅顆粒

將預熱的碳化硅顆粒加入熔液中，攪拌15min，然后溫度升溫至700℃±5℃，恒溫保溫5min；