[發明專利]一種基于超聲制備半固態Al2Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料流變模型的建立方法

有效

• 申請號: 201410384111.7
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104190894B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 閆洪;黃文先
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;B22D1/00;G06F19/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種基于超聲制備半固態Al₂Y顆粒增強Mg?Al?Zn復合材料流變模型的建立方法，包括：1)利用超聲振動法，制備Al₂Y顆粒增強Mg?Al?Zn復合材料半固態漿料；2)在超聲條件下通過實驗得出Al₂Y顆粒增強Mg?Al?Zn復合材料和基體材料表觀粘度與Al₂Y增強相體積分數、固相率之間的關系，用表達；3)在基體材料的表觀粘度測量基礎上，對實驗數據采用η_m＝Aexp(Bf_s)表達，其中參數A是關于超聲功率的冪函數；參數A＝cP^?d，P為超聲功率；4)根據2)和3)得Al₂Y顆粒增強Mg?Al?Zn復合材料的流變模型：本發明可以獲得超聲制備半固態Al₂Y顆粒增強Mg?Al?Zn復合材料的流變特性，為其數值模擬奠定基礎。

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料領域，涉及金屬材料流變模型的建立方法。

技術背景

流變成形是利用劇烈攪拌等方法制備出預定固相分數的半固態金屬漿料，并對半固態漿料進行保溫，將該半固態金屬漿料直接送往成形設備進行鑄造或鍛造成形的工藝方法。近年來，學術界和商業界都普遍關注流變成形技術，該工藝具有低能耗、工藝流程短、設備簡單等特點，能夠容易被中小型生產企業所接受，被認為具有較好的工業應用前景。

半固態漿料的流變特性是影響其流動成形的重要因素之一，流變性能的好壞直接決定了流變成形件的質量。然而，由于漿料的流變行為具有很強的動態性和非線性，所以半固態漿料流變特性的研究也是半固態成形領域的一個難點。因此，對半固態漿料的流變特性進行研究，并建立相關流變方程可進一步描述半固態漿料的流變行為，促進對半固態成形過程的研究。

在流變研究領域，常用表觀粘度來定量表征漿料的流變特性，表觀粘度值越小，則漿料的流動性越好。目前，對半固態漿料表觀粘度的研究主要集中在機械攪拌法、電磁攪拌法或是等溫熱處理法制備的半固態漿料。超聲振動法制備半固態漿料是近期發展起來的新技術，目前許多學者在研究超聲法制備半固態漿料方面主要集中在超聲工藝參數對半固態漿料微觀組織的影響及機理方面的研究，而超聲對半固態鎂基復合材料流變性能和形成性能等影響方面的研究鮮有報導。本發明在研究超聲Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料半固態流變性能的基礎上，通過分析實驗數據，建立了超聲原位Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料半固態表觀粘度流變模型，為Al₂Y顆粒增強 Mg-Al-Zn復合材料流變成形的數值模擬奠定基礎，對于分析復合材料的變形特征，優化成形工藝參數具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是建立超聲法制備半固態Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料的流變模型，為半固態Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料流變成形的數值模擬奠定基礎。

本發明通過以下技術方案來實現：

一種基于超聲制備半固態Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料流變模型的建立方法，包括如下步驟：

1)利用超聲振動法，制備Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料半固態漿料；

2)在超聲條件下通過實驗得出Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料和基體材料表觀粘度與Al₂Y增強相體積分數、固相率之間的關系，并采用式子進行表達，其中η_mmc為復合材料的表觀粘度，η_m為基體的表觀粘度，f_Al2Y為Al₂Y 的體積分數，a，b為常數項；