[发明专利]镁基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及一种镁基复合材料及 其制备方法。

背景技术

镁合金是现代结构金属材料中最轻的一种，纯镁的密度约为1.74克每 立方厘米，为铝密度的2/3，钢密度的1/4。镁合金的优点是密度小，比强度、 比钢度高，减震性好，同时还具有优良的铸造性能、切削加工性能、导热性 能和电磁屏蔽性能，被广泛应用于汽车制造业、航空、航天、光学仪器制造 和国防等领域。

根据成形工艺及合金元素的不同，镁合金材料主要分为铸造镁合金和变 形镁合金两大类。变形镁合金通过在合金中加入有利于提高其形变特性的元 素，挤压、轧制、锻造的方法固态成形，通过变形生产尺寸多样的板、棒、 管、型材及锻件产品。由于变形加工消除了铸造组织缺陷及细化了晶粒，故 与铸造镁合金相比，变形镁合金具有更高的强度、更好的延展性和更好的力 学性能，同时生产成本更低。

但是，现有技术中制备的镁合金的韧性及强度均不能达到工业上的要 求。为了解决这一问题，一般采用向镁合金中加入纳米级增强体的方式提高 材料的强度和韧性(Goh C.S.，Wei J.，Lee L.C.，Gupta M.，Nanotechnology，vol 17，p7(2006))。然而，现有技术中制备镁基复合材料一般采用铸造方法，如 粉末冶金、熔体渗透、搅拌铸造，等。以上述这些方法形成的镁基复合材料 一般为铸锭形式，并且纳米级增强体在其中均匀分布。在后续加工中需要通 过挤压、轧制、锻造等方法制成所需型材。并且，在镁合金熔融状态中分散 纳米级增强体容易引起纳米级增强体的团聚，造成分散不均匀；使用粉末冶 金方法虽然可以使这一问题相对改善，但是粉末冶金法在生产过程中存在金 属粉末燃烧、爆炸等危险。另外，这些方法制备工艺均相对复杂、设备成本 高、不易大规模工业化生产。

有鉴于此，提供一种纳米级增强体在镁基金属中均匀分布的镁基复合材 料及一种简单易行、适合工业化生产的镁基复合材料的制备方法实为必要。

发明内容

以下将以实施例说明一种纳米级增强体在镁基中均匀分布的镁基复合 材料及一种工序简单、适合工业化生产的镁基复合材料的制备方法。

一种镁基复合材料由镁基金属与分布于该镁基金属中的纳米级增强体 组成，所述镁基复合材料为多层结构，该多层结构由至少两层镁基金属层与 至少一层镁基复合层交替排布，并且镁基复合层位于镁基金属层之间。一种 镁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：提供第一镁基板、第二镁基板和 多个纳米级增强体；将所述多个纳米级增强体均匀固定于该第一镁基板表 面；将第二镁基板覆盖于该纳米级增强体上，以形成一预制体；以及将预制 体热压，形成镁基复合材料。

与现有技术相比较，所述的镁基复合材料采用将纳米级增强体直接均匀 固定于镁基体的表面，通过热压的方式将纳米级增强体与镁基体形成镁基复 合层并设置于镁基金属层之间，其中纳米级增强体在镁基中呈均匀的层状分 布，进而提高该复合材料的强度和韧性；而且，利用多层镁基板与均匀分散 有纳米级增强体的镁基复合层进行层叠，可以生产出不同厚度，包含多层镁 基复合层的板带材，镁基复合层层数越多，在镁基复合材料中增强增韧的效 果越明显；另外，此过程工艺简单、易操作、可以实现生产过程连续化和批 量生产，适合工业化生产的要求。

附图说明

图1是本技术方案镁基复合材料的制备方法的流程示意图。

图2是本技术方案第一实施例镁基复合材料预制体示意图。

图3是本技术方案第一实施例对镁基复合材料预制体进行热压过程的示 意图。

图4是本技术方案第一实施例所制备的镁基复合材料示意图。

图5是本技术方案第二实施例所制备的镁基复合材料示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例，对本技术方案提供的一种镁基复合材料 及其制备方法作进一步的详细说明。

镁基复合材料的制备方法如图1所示，其第一实施例具体包括以下步骤：

(一)提供第一镁基板、第二镁基板和多个纳米级增强体。