[發明專利]一種SiCP

有效

• 申請號: 201811130809.0
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109266894B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 郝璽;郝維新;張潔瑞;耿桂宏;李玉貴
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/03;C22C23/00;C22C32/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

一種SiC_P增強鎂基復合材料的制備方法,屬于鎂基復合材料技術領域。其特征是按以下步驟進行：一、將氮化硼坩堝放置在高頻感應爐的真空箱體內，氮化硼坩堝與鉬電極相連，氮化硼坩堝內裝有16mm×16mm×30mm的鎂合金樣品件，鎂合金上表面放置表面鍍有一層厚度為0.095μm薄銅、顆粒度為10μm的SiCp；二、用高頻感應爐對真空環境下的樣品進行加熱至700℃，使樣品件全部熔化；三、對金屬熔體進行保溫處理，保溫時間為10min；四、待保溫時間結束后，對保溫后的金屬熔體施加電脈沖，作用時間為10min。優點是工藝高效可靠，可以獲得更均勻的組織，并可以對SiC_P的顆粒度以及體積分數量進行調控，可實現工業化生產。

技術領域

發明屬于鎂基復合材料的技術領域，具體涉及一種SiC_P增強鎂基復合材料的制備方法。

背景技術

目前國內外制備鎂基復合材料的方法有攪拌鑄造法和粉末冶金法等，常用的增強相有纖維增強、晶須增強和顆粒增強。其中常見的是顆粒增強。近年來，隨著復合材料制備技術的不斷更新，顆粒增強鎂基復合材料的工藝也取得了較大的突破。

制備鎂基復合材料常見的增強體通常為微米級SiC顆粒。與基體相比，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，使鎂合金強度、韌性以及硬度得到顯著改善。同時顆粒增強的鎂基復合材料的密度小，剛度和比強度較高，在航空航天、車輛、精密儀器等領域有廣泛應用。

在顆粒增強鎂基復合材料的方法中，常見的攪拌鑄造法可以使陶瓷比較均勻的分布在鎂基復合材料中，但制備的鎂基復合材料存在強度低，塑性差、顆粒在鎂合金中不能均勻分散的缺點。熱擠壓法同樣可以獲得比較均勻的鎂基復材料，但是操作復雜，成本高，導致該方法不適用于工業化生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種SiC_P增強鎂基復合材料的制備方法，可有效地克服現有技術存在的缺點。

本發明的目的是這樣實現的：其特征是按以下步驟實施：

第一步：在電脈沖熔煉裝置中的氮化硼坩堝內放置16mm×16mm×30mm的鎂合金樣品件，再將表面上鍍有一層厚度為0.095μm銅、顆粒度為10μm的SiCp放置在鎂合金樣品件上表面，Cu的質量占Cu-SiCp的17.3%，對真空箱體抽真空至2×10^-4 Pa，同時填氬氣至50kPa；

第二步，用高頻感應爐對真空箱體內的樣品件進行加熱至700℃，使鎂合金樣品件全部熔化；

第三步，對金屬熔體進行保溫處理，保溫時間為10min；

第四步，待保溫時間結束后，對保溫后的金屬熔體施加電脈沖，作用時間為10min。首先啟動脈沖電源；然后調節脈沖電源輸出電壓為55V，脈寬10μs，頻率為30Hz，脈沖電流是通過調整輸出電壓在示波器上顯示的峰值來實現的；最后關閉加熱裝置，進入隨爐冷卻過程，待金屬熔體完全凝固后，關閉脈沖電源。

本發明優點及積極效果是：（1）采用本發明中的電脈沖作用下的Cu-SiCp增強鎂基復合材料，實現SiCp在復合材料在晶界上析出，電脈沖有效抑制了碳化硅偏聚，使得組織更加均勻，形核率增加，晶粒得到細化，組織穩定性高，從而獲得組織和性能良好的鎂基復合材料。該復合材料耐磨性、機械性能性顯著提高。尤其適合于精密儀器等方面的應用。