[發明專利]一種原生微/納米級碳化釩和輕金屬基非晶合金共強化鎂合金復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811091320.7
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109439983B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 毛多鷺;彭建洪;楊永瀟;李海琴;李海賓;許珂琳;周德華;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 青海民族大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種原生微/納米級碳化釩和輕金屬基非晶合金共強化鎂合金復合材料及其制備方法，其主要步驟：將釩粉和石墨粉混合高能球磨得到原生碳化釩(V8C7)粉體；將鎂粉/鋁粉/鈦粉與其它元素按一定比例混合高能球磨得到高晶化溫度的鎂基/鋁基/鈦基非晶合金粉體；將V8C7粉體按一定比例與非晶合金粉體混合并球磨；將V8C7與非晶合金的混合粉體按一定比例加入到鎂合金粉體中，加入一定量酒精，在超聲震蕩下進行機械攪拌，充分混合均勻后真空烘干；將烘干的復合粉體進行高壓壓實，得到致密復合塊體坯料，然后低溫熱壓燒結；將燒結得到的復合塊體進行熱擠出，最后得到高強高韌原生微/納米級碳化釩與非晶合金共強化鎂合金復合材料。

技術領域

本發明涉及一種輕金屬復合材料，特別涉及一種硬質碳化物和非晶合金共強化鎂合金復合材料及其制備方法。

背景技術

鎂合金材料由于其密度低、比強度高、比剛度高、阻尼性能好、導熱性好、易于回收利用等特點，被廣泛應用于航空、航天、車輛、3C電子產品等領域。然而，由于大多數鎂合金是密排六方(HCP)晶體結構，HCP結構具有較少的獨立滑動系統，導致鎂合金具有較低的室溫塑韌性，另外鎂合金的力學強度和抗蠕變性能也都較低，這些都限制了鎂合金材料的廣泛應用。

根據強化機理，利用具有高硬度、高模量的微納米級顆粒與細晶鎂合金材料進行復合，可以顯著改善鎂合金材料的綜合力學性能。目前，國內外研究鎂基復合材料的文獻報道中，比較常用的增強體主要有碳化硅、氧化物(氧化鋁、二氧化硅等)、碳化硼、碳化鈦、硼化鈦、石墨烯、晶須/纖維、碳納米管等，而制備方法主要有攪拌熔鑄法、擠壓鑄造法、粉末冶金法、機械合金化法、無壓浸滲法、等離子燒結法、摩擦攪拌焊等。中國專利(CN107523727A)公開了通過擠壓鑄造法制備出力學性能優良的碳化硅增強鎂基復合材料(最大抗拉強度305MPa，伸長率達到8.25％)。中國專利(CN201710138404.0)公開了一種納米碳化鈦顆粒增強鎂基復合材料的制備方法，將預制體加入液態鎂合金中，對升溫至熔點以上70℃的摻雜納米碳化鈦顆粒預制體的鎂合金熔體同步施加超聲振動作用下的機械攪拌，有效解決了納米碳化鈦顆粒的均勻分布問題，實現了外加納米碳化鈦顆粒均勻分布，其最大抗拉強度達到345MPa，同時保證了復合材料具有良好的塑韌性(伸長率達到18％)。中國專利(申請號201710900751.2)公開了一種混合相增強鎂基復合材料及其制備方法，其主要工藝步驟：對鎂合金粉、納米金剛石顆粒、硼酸鎂晶須進行預處理，制備得到混合粉末，經混合球磨制得球磨后混合粉，再真空熱壓成坯和熱擠壓處理。該發明制備得到的混合相增強鎂基復合材料的摩擦磨損性和拉壓對稱性得到顯著改善，其綜合力學性能也有非常顯著的提高(拉伸/壓縮的屈服強度分別為390MPa和433MPa；最高拉伸/壓縮強度分別為418MPa和480MPa；拉伸/壓縮應變率分別為6.2％和10.1％)。