[發(fā)明專利]一種利用第二相強化SiC顆粒增強復合材料的制備方法在審

申請?zhí)枺?/td>	201711018979.5	申請日：	2017-10-26
公開（公告）號：	CN107803408A	公開（公告）日：	2018-03-16
發(fā)明（設計）人：	尚拴軍;鄧鵬輝;蔡剛毅;鄧坤坤	申請（專利權）人：	河南工業(yè)大學
主分類號：	B21C23/21	分類號：	B21C23/21;C22C23/00;C22C32/00;C22F1/06
代理公司：	北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548	代理人：	李靜
地址：	450001 河南省鄭***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用第二強化 sic 顆粒增強復合材料制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用第二相提高SiC顆粒增強復合材料綜合力學性能的制備方法，屬金屬基復合材料提高力學性能及應用的技術領域。

背景技術

SiC顆粒增強鎂合金復合材料由于在鎂合金基體中摻雜了增強體SiC顆粒，材料力學性能得到顯著改善，但SiC顆粒增強鎂合金復合材料在鑄造冷凝過程中，在鎂基體中析出第二相，該相具有硬脆的特點，普遍認為對材料的熱變形不利，因此，目前SiC顆粒增強鎂合金復合材料常規(guī)制備工藝：在熱變形（熱擠壓、鍛造、熱壓縮等）前，通常先將鑄態(tài)SiC顆粒增強鎂合金復合材料在415 ℃高溫下固溶處理長達24 h，將脆硬第二相溶入鎂基體中，然后再進行熱變形。而此固溶處理工藝不僅成本高、生產效率低，而且制備的SiC顆粒增強鎂合金復合材料的綜合力學性能不佳，嚴重制約了SiC顆粒增強鎂合金復合材料在工程中的廣泛應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述背景技術的不足，采用熱擠壓法直接破碎鑄態(tài)SiC顆粒增強復合材料中片狀及線形第二相Mg₁₇Al₁₂，利用第二相的彌散強化作用，使制備的SiC顆粒增強復合材料綜合力學性能提高；由于本發(fā)明簡化了熱擠壓前固溶處理工藝，大幅提高了生產效率，顯著降低了經濟成本，擴大了顆粒增強鎂合金復合材料的應用范圍。

本發(fā)明所采用的技術方案是一種利用第二相強化SiC顆粒增強復合材料的制備方法，制作過程包含以下步驟：

（1）制備鑄態(tài)SiC顆粒增強復合材料

選材要求：

鎂合金：鎂鋁合金，含Mg₁₇Al₁₂相，

碳化硅：固態(tài)粉末，直徑d≤10μm，體積分數(shù)為鎂合金加碳化硅總體積的2-10%，

制備得φ40mm鑄態(tài)SiC顆粒增強鎂合金復合材料棒材；

具體制備鑄態(tài)SiC顆粒增強鎂基復合材料的方法，可參考本專利發(fā)明人所在團隊申請?zhí)枮椋?01210236226.2的“一種鎂合金摻雜SiC顆粒的增強方法”所述的方法，特別要求：依據(jù)鎂合金的質量及SiC 顆粒的體積分數(shù)占SiC 顆粒增強鎂基復合材料總體積的2-10%，確定 SiC 顆粒的質量，選用 SiC 顆粒直徑的尺寸≤10μm；

（2）制備Mg₁₇Al₁₂彌散的SiC顆粒增強鎂基復合材料

A．利用線切割機，將步驟（1）制備的φ40mm鑄態(tài)SiC顆粒增強鎂基復合材料切割成長度50mm的短棒，

B．利用砂紙打磨鑄態(tài)鎂基復合材料表面，去除污漬及氧化物，使鑄態(tài)復合材料表面呈銀白色金屬光澤，

C．將鑄態(tài)復合材料置于超聲清洗機中清洗15 min，清洗后利用空氣壓縮機吹干材料表面，

D．將擠壓套筒和擠壓凹模組裝，并在擠壓套筒內涂抹石墨油劑潤滑以減少摩擦；把擠壓模具及鋁箔包覆的鑄態(tài)復合材料放入320℃±3℃保溫爐中保溫30 min，

E．打開保溫爐，取出鋁箔包覆的鑄態(tài)復合材料，揭開鋁箔，把鑄態(tài)復合材料放入擠壓套筒內，再依次放入預熱后的擠壓墊塊、壓頭，

F．啟動壓力機，先對擠壓設備施加一定預載荷，再以3mm/s擠壓速率將鑄態(tài)復合材料擠壓成φ10mm的擠壓態(tài)SiC顆粒增強鎂基復合材料棒，擠壓完畢后，停止擠壓，升起壓力機，

G．關閉所有設備電源開關，從擠壓模具中取出擠壓后的SiC顆粒增強鎂基復合材料棒材；

（3）檢測、分析和表征

對制備的鎂合金復合材料顯微組織、力學性能進行檢測、分析和表征：

用 S-3000 型掃描電子顯微鏡進行顯微組織分析，

力學性能測試使用的拉伸試樣沿擠壓方向取樣，用 Instron5569 型萬能試驗機夾持拉伸試樣兩端進行力學性能測試，拉伸速率為0.5mm/min；