[发明专利]一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁基复合材料的制备方法，具体为一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法。

背景技术

随着能源紧张，轻量化、绿色化制造等越来越被人们所关注，作为一种新型的轻型环保材料，镁合金日益引起了人们的重视。镁合金具有优良的比强度、比刚度和减震性能，是一种理想的结构材料，而且资源丰富，因此其研究、应用得到了快速发展。但镁合金强度低、硬度低、耐腐蚀性差，在工业领域的应用受到了很大的局限性。

为了改善镁合金的这些局限性，国内外的学者们开始了镁基复合材料的研究，通过在镁合金中加入增强体来提高镁合金的综合性能，目前主要的增强体有晶须增强，C纳米增强，准晶增强，纤维增强等，制备方法主要有搅拌铸造，粉末冶金等。例如添加非金属材料法，由于制备工艺落后，致使增强效果不佳，达不到增强目的。

发明内容

本发明为了解决现有镁基复合材料制备存在综合性能较差的问题，提供了一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法，采用如下步骤实现的：a、称取氧化锌50g，量取去离子水415ml，加入混浆机中搅拌；b、称取水玻璃10g加入混浆机继续搅拌成钠基氧化锌悬浮液；c、称取石墨粉25g搅拌制得脱模剂备用；d、取增强颗粒碳化硅40g加入烧杯中，然后用50ml工业酒精浸泡后清洗，将浊液倾倒后，再次加入50ml工业酒精浸泡后清洗；e、向烧杯中加入去离子水100ml搅拌洗涤后倒掉去离子水，反复操作五次；f、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中干燥烘烤后备用；g、称取4000gAZ91D镁合金预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内，待升温至400℃通入保护气体，待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3min，在720℃下保温；h、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金熔体中，进行搅拌，然后将搅拌后的熔体静置；i、模具预热后，将脱模剂喷涂于模具的凹槽内，待AZ91D镁合金熔体降至680℃进行合模浇铸，挤压压力为100MPa，保压20s开模取出试样；j、进行固溶处理410℃，保温后水冷，时效温度200℃，保温后空冷。

脱模剂的配方及其喷涂在模具上，利于细化镁基材料试样的表面，提高其综合力学性能，切削量减小，节省成本；碳化硅通过有机物工业酒精清洗，充分的溶解去除其表面的杂质，提高碳化硅与镁合金熔体之间的润湿性，进而便于熔入AZ91D镁合金中，克服了现有镁基复合材料制备存在综合性能较差的问题。

本发明工艺步骤合理可靠，铸态AZ91D合金基体的抗拉强度为88MPa，延伸率仅为1.71%，而经挤压、热处理后，镁基复合材料的抗拉强度为231MPa，延伸率为3.21%，较铸态AZ91D合金的抗拉强度提高了162.5%，延伸率提高了87.7%，综合性能得到了大幅提升。

具体实施方式

一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法，采用如下步骤实现的：a、称取氧化锌50g，量取去离子水415ml，加入混浆机中搅拌20min；b、称取水玻璃10g加入混浆机继续搅拌10min成钠基氧化锌悬浮液；c、称取石墨粉25g搅拌30min制得脱模剂备用；d、取增强颗粒碳化硅40g加入烧杯中，然后用50ml工业酒精浸泡2h后清洗，将浊液倾倒后，再次加入50ml工业酒精浸泡后清洗，静置1h后；e、向烧杯中加入去离子水100ml搅拌洗涤5min后倒掉去离子水，反复操作五次；f、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中在250℃干燥烘烤4h后备用；g、称取4000gAZ91D镁合金在200℃预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内，待升温至400℃通入保护气体（压缩空气、二氧化碳和四氟乙烷的混合气体，体积分数分别在75%、24%和1%），待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3min，在720℃下保温；h、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金熔体中，搅拌6min，而后将搅拌后的熔体静置2min；i、模具预热后，将脱模剂喷涂于模具的凹槽内，待AZ91D镁合金熔体降至680℃进行合模浇铸，挤压压力为100MPa，保压20s开模取出试样；j、进行固溶处理410℃，保温24h后水冷，时效温度200℃，保温10h后空冷。