[發明專利]一種機械攪拌原位合成制備鎂基復合材料半固態漿料的方法

在審

• 申請號: 201410507976.8
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104313372A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 閆洪;黃文先
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C23/02
• 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

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料技術領域，涉及一種半固態漿料制備方法。

背景技術

隨著人們節能與環保意識的增強，鎂合金作為最輕的金屬結構材料之一，越來越受到青睞。但由于鎂合金強度不高，高溫抗蠕變性能差等缺點，限制了其應用范圍。為了提高鎂合金的綜合性能，擴大鎂合金的應用領域和范圍，引入增強相對鎂合金進行復合強化是一個重要的發展方向。利用原位反應合成法制備金屬基復合材料，在金屬基體內原位生成一種或幾種相對均勻分散的高硬度、高彈性模量的增強相，能達到強化金屬基體的目的。隨著半固態成形技術的發展，目前，鎂基復合材料的半固態流變成形技術與機械攪拌技術結合越來越受到眾多學者的重視，而制備出合格的半固態漿料用于后期的流變成形成為關鍵點。通過優化機械攪拌工藝參數，達到促進晶核的增殖、細化晶粒和控制固相顆粒大小和圓整度的目的。本發明復合材料增強相為Al₂Y金屬間化合物，具有較高的熔化溫度(1748K)、楊氏模量?(158GPa)、硬度(HV=645)和相對較低的熱膨脹系數(CTE=10×10^-6K^-1)與密度??(3.93g/cm³)等特點，其性能與金屬相似，與基體界面結合良好，較采用其它增強相如：TiB₂、TiAl₃和Mg₂Si等所制備的復合材料在強度和塑性兩方面性能都得到加強。而且本發明制備的半固態漿料組織均勻，固相顆粒細小、圓整，可以滿足復合材料半固態流變成形的要求。工藝簡單，操作方便，成本低，節能環保。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機械攪拌原位顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料半固態漿料制備方法。

本發明所述的制備方法為：首先將Mg-Al-Zn合金加入到熔煉爐中的坩堝中，待基體合金熔化后，加入Mg-Y中間合金，再將爐溫調至850℃，然后關掉熔煉爐電源，將超聲變幅桿探頭放入熔體中，對熔體超聲，超聲停止后靜置，降溫到584-570℃，采用機械攪拌法對熔體進行攪拌，制備得到Al₂Y顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料半固態漿料。為防止合金氧化，制備過程中采用覆蓋劑及通SF₆和CO₂混合氣體進行保護。

本發明所述的Mg-Y中間合金中的Y質量分數為30%，余量為Mg；Mg-Al-Zn合金中Al的質量分數為6.0%～9.2%，Zn為0.2%～0.54%，余量為Mg。

本發明所述的覆蓋劑主要成分及質量分數為：KCl為45%，MgCl₂為45%，CaF₂為5%，BaCl₂為5%。

本發明制備的半固態漿料組織均勻，固相顆粒細小、圓整，可以滿足復合材料半固態流變成形的要求，工藝簡單，操作方便，成本低，節能環保。

附圖說明

圖?1?為本發明實施實例1條件下機械攪拌原位制備的顆粒增強Mg-Al-Zn復合材料半固態漿料顯微組織。

具體實施方式

本發明將通過以下實施例作進一步說明。

實施例1。

本實施例以AZ91合金（Al?9.163，Zn?0.538，?Mn?0.218，Si?0.042，Fe?0.0028，Cu?0.0053，Be?0.0007，Ni?0.0056，余量為Mg，質量分數，下同）為基體，將大塊的Mg-Y中間合金破碎成小顆粒，用鋁箔紙包好預熱到250℃待用。待基體合金熔化后保溫，加入Mg-Y中間合金，再將爐溫調至850℃，關掉熔煉爐電源，將超聲變幅桿探頭放入熔體中，對熔體超聲，超聲停止后靜置，超聲停止后靜置，降溫到584℃，采用機械攪拌法對熔體進行攪拌，制備得到顆粒增強Al₂Y/AZ91鎂基復合材料半固態漿料。為防止合金氧化，制備過程中采用覆蓋劑（主要成分為：KCl質量分數為45%,MgCl₂質量分數為45%,CaF₂質量分數為5%,BaCl₂質量分數為5%）及通SF₆和CO₂混合氣體進行保護。?

實施例2。