[发明专利]一种增强型镁合金复合板的制备方法

权利要求书

1.一种增强型镁合金复合板的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁合金板、铝板、丙酮、乙醇、盐酸、氢氧化钠、去离子水、砂纸，其组合用量如下：以毫米、克、毫升为计量单位

镁合金板：AZ31，50mm×30mm×10mm，1块

铝板：Al，1000mm×1000mm×0.2mm，2块

丙酮：C₃H₆O，500ml±5ml

乙醇：CH₃CH₂OH，500ml±5ml

盐酸：HCI，50ml±1ml

氢氧化钠：NaOH，300g±5g

去离子水：H₂O，5000ml±10ml

砂纸：2000目，3张

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

镁合金板：固态板材，含镁96％，含铝3.0％

铝板：固态板材，含铝99.9％

丙酮：液态液体，99.0％

乙醇：液态液体，99.0％

盐酸：液态液体，浓度36％

氢氧化钠：固态固体，95.0％

去离子水：液态液体，99.9％

砂纸：固态固体

(2)清洗镁合金板

①配置丙酮+乙醇混合液

量取丙酮120ml±1ml，量取乙醇80ml±1ml，加入清洗槽内，搅拌混合10min，成：丙酮+乙醇混合液；

②将镁合金板浸泡于丙酮+乙醇混合液中，浸泡洗涤，时间30min；

③浸泡洗涤后将镁合金板捞出，置于干燥架上晾干；

(3)打磨镁合金板

①将镁合金板置于平板上，用2000目砂纸打磨板材正反表面，使镁合金板正反表面裸露新鲜金属面，表面粗糙度Ra0.32-0.64μm；

②清理镁合金板新鲜金属表面，使其洁净；

(4)清洗、腐蚀镁合金板

①量取盐酸10ml、乙醇190ml，加入清洗槽内，搅拌混合10min，成：盐酸+乙醇混合液；

②将打磨后的镁合金板置于盐酸+乙醇混合液中，浸泡1min，腐蚀洗掉氧化层；

(5)去离子水清洗镁合金板

①将镁合金板置于另一清洗槽内，加入去离子水200ml，进行清洗；

②清洗后在干燥架上晾干；

(6)在乙醇中浸泡镁合金板

将清洗晾干的镁合金板置于浸泡槽内，加入乙醇200ml，进行浸泡，浸泡时间30min，浸泡后在干燥架上晾干；

(7)清洗铝板

①配制氢氧化钠水溶液

称取氢氧化钠200g，量取去离子水1800ml，加入清洗槽内，搅拌混合10min，成：氢氧化钠水溶液；

②将铝板浸泡于氢氧化钠水溶液中，浸泡洗涤，时间1min；

③浸泡洗涤后将铝板捞出，并用去离子水冲洗，冲洗完毕后置于干燥架上晾干；

(8)用铝板包覆镁合金板

将镁合金板置于平板工作台上，按镁合金板形状、尺寸切割铝板，并用铝板周边包覆，成：包覆镁合金复合板；

(9)包覆镁合金复合板的压制

镁合金复合板的压制是在压力机上进行的，是在开合式模具内、加热300℃、压强为400Mpa状态下完成的；

①将开合式模具置于压力机的工作台上，将垫块置于开合式模具底部，将包覆铝板的镁合金复合板置于垫块上，然后将压块置于镁合金复合板上，将压力机的压力杆对准压块压下；

②开启压力机的加热器，加热温度300℃±5℃，并加热开合式模具内的镁合金复合板，加热时间为30min；

③开启压力机的压力电机，通过压力杆垂直压挤开合式模具内的压块及镁合金复合板，压力机压强为400MPa，压挤时间10min；

④打开开合式模具，取出压挤的镁合金复合板，并自然冷却至室温；

(10)镁合金复合板中温回火

将压挤的镁合金复合板置于中温回火炉中回火，回火温度200℃，时间20min；

(11)镁合金复合板轧制

镁合金复合板的轧制是在辊轧机上进行的，在上下轧辊之间分三道次完成的，每一道次的压轧变形量为镁合金复合板初始厚度的25％，经过三道次轧制后，镁合金复合板的厚度由10.4mm减至2.5mm；

①以辊轧机的下轧辊为基准，调整上轧辊，使之与下轧辊之间的距离为7.5mm；

②开启上轧辊的变频电机，使之转动，转动方向为反转，转动速度为10r/min，上轧辊直径为200mm；

③开启下轧辊的变频电机，使之转动，转动方向为正转，转动速度为10r/min，下轧辊直径为200mm；

④将镁合金复合板从正面推入上轧辊与下轧辊之间，镁合金复合板在上下轧辊之间辊轧后由反面排出，从而完成了一个道次辊轧的全过程；

(12)中温回火

将辊挤轧制的镁合金复合板置于中温回火炉中进行回火，回火温度200℃，回火时间10min；

(13)镁合金复合板表面铝板的剥离将辊轧后的镁合金复合板置于平板上，用金属铲、金属刷剥离镁合金复合板表面的铝板残留物，然后用2000目砂纸打磨，使其洁净；

(14)镁合金复合板的切割、包覆

将剥离铝板残留物的镁合金复合板切割成四等分，并垒叠在一起，然后用铝板包覆；

(15)将垒叠、包覆后的镁合金复合板重新置于热压机的开合式模具内，在300℃、400MPa下压制；

(16)将压制后的镁合金复合板重新在辊轧机上进行辊轧；

(17)镁合金复合板的包覆、压制、辊轧、回火、剥离、切割重复进行3次，成增强型镁合金复合板；

(18)检测、化验、分析、表征

对制备的增强型镁合金复合板的形貌、成分、化学物理性能进行检测、化验、分析、表征；

用光学显微镜进行金相组织分析；

用扫描电镜进行金相组织和形貌分析；

用硬度计进行金相组织硬度分析；

结论：经包覆、压制、辊轧、回火、剥离、切割制备的镁合金复合板表面金相渗入Al₂O₃，渗入深度为5μm，镁合金复合板金相组织致密，增强相分散均匀，增强相与基体材料界面结合性能好，强度、硬度及耐腐蚀性可提高用89％。