[發明專利]一種長周期結構顆粒增強鎂基/鋁基復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810319020.3
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108374099A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 余暉;李仲杰;范少達;彭秋明;丁儉;宋開紅;夏興川
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C21/00;C22C23/00;C22C1/03;B22F9/04
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1. 一種長周期結構顆粒增強鎂基/鋁基復合材料的制備方法，其特征為該方法包括以下步驟：

（1）復合材料的混合

將球磨后的增強相粉末與基粉進行機械混合，得到混合粉末，其中，增強相粉末的質量為混合粉末的質量的5%-30%；增強相粉末的粒徑為60-90μm，鎂/鋁合金粉末的粒徑為150μm-270μm；所述的增強相粉末的組成為Mg-Zn-Y合金，其組成的質量配比為Mg：Zn：Y=60-78：5-13：15-25；所述的基粉為鎂粉、鋁粉、鎂合金粉或鋁合金粉；

（2）復合材料的燒結

將上步得到的混合粉末采用SPS方法或六面頂壓機方法進行熱壓、燒結，制得鎂/鋁基復合材料；

其中，當采用SPS方法時，燒結溫度為300-400℃，壓力為100-150MPa，燒結時間為3-5分鐘；當六面頂壓機方法時，燒結溫度為400-500℃，壓力為4-5GPa，燒結時間為30-60分鐘；

當采用六面頂壓機方法時，燒結之后還可以包括退火步驟，退火溫度為350-450，時間40-80min。

2. 如權利要求1所述的長周期結構顆粒增強鎂基/鋁基復合材料的制備方法，其特征為所述的增強相粉末的組成質量配比為Mg：Zn：Y=63.4：12.0 ：24.6。

3.如權利要求1所述的長周期結構顆粒增強鎂基/鋁基復合材料的制備方法，其特征為所述的增強相粉末的制備方法，包括以下步驟：

（1）配料：按照所述的物料配比進行配料；

（2）熔煉：將熔煉爐預熱至400～500℃，再將純鎂錠加入熔煉爐的坩堝中，再加熱至700～750℃；待鎂錠熔化后加入Zn和Mg-Y中間合金，然后將爐溫升高10～30℃，保溫10～15分鐘，然后機械攪拌2～5分鐘；

（3）澆注：將熔煉爐溫度調到700～720℃，保溫10～15分鐘后澆注到模具中，冷卻之后便得到含有增強相的鑄錠；在熔煉到澆注過程中為CO₂與SF₆混合氣體氛圍；

（4）納米晶的制備

將上步得到含有增強相的鑄錠進行打磨后破碎，得到顆粒為0.5-1mm的碎屑，清洗后裝入球磨罐，按照球料比為10:1，轉速為500-1000r/min并在有Ar氣保護的條件下進行高能球磨，球磨時間為1-5h，制備出的粒徑為150μm-270μm納米晶，即增強相粉末。

4.如權利要求3所述的長周期結構顆粒增強鎂基/鋁基復合材料的制備方法，其特征為所述的增強相粉末的制備方法的步驟（1）中的物料，所用到的Mg為純鎂錠，Zn為鋅塊，Y為Mg-Y中間合金為Mg-30Y中間合金。

5.如權利要求3所述的長周期結構顆粒增強鎂基/鋁基復合材料的制備方法，其特征為所述的增強相粉末的制備方法的步驟（3）中混合氣體的體積比為CO₂：SF₆=100：1。