[发明专利]一种消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的方法

说明书

本发明公开了一种消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的方法，属镁基复合材料改性技术领域。其特征在于：通过联合运用轧制和搅拌摩擦组合加工，使颗粒增强AZ91D镁基复合材料增强体的大小形状发生改变并重新分布，AZ91D镁基复合材料基体晶粒发生再结晶，晶格畸变减少，实现消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的目的，且进一步提高AZ91D镁基复合材料的综合性能。

技术领域

本发明涉及AZ91D镁基复合材料，属材料改性技术领域，具体涉及一种消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的方法。

背景技术

AZ91D镁基复合材料具有较高的比强度、比刚度，同时还具有较好的耐磨性、耐高温、较低的热膨胀系数及减震性能。此外，AZ91D镁基复合材料还具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽性能，是良好的功能材料。颗粒增强AZ91D镁基复合材料制备成本低、工艺简单且具备各向同性，是目前最有可能实现低成本规模化商业生产的AZ91D镁基复合材料。因此，颗粒增强AZ91D镁基复合材料在电子、航空航天、汽车等工业中具有相当大的应用前景。但是，由于位错的存在，造成材料发生晶格畸变，导致材料韧性低，脆性大，加工性能低。研究发现，微观组织改性技术可消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错，提高颗粒增强AZ91D镁基复合材料的综合性能。因此，消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的材料改性方法受到研究人员关注。

经申请人检索，目前关于AZ91D镁基复合材料位错的研究主要围绕位错运动、位错增殖、位错强化等方面，洪成淼研究了颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的运动、增殖，南宏强研究了颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的增殖、缠结等，截至目前未发现通过消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错提高其综合性能的专利。

发明内容

发明目的：为克服以上技术的不足，本发明目的在于提供提高颗粒增强AZ91D镁基复合材料综合性能的技术方法，特别是提供一种消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的方法。

技术方案：为实现上述技术特征，本发明提出的消除颗粒增强AZ91D镁基复合材料位错的方法包括以下步骤：

(1)将块体颗粒增强AZ91D镁基复合材料铸锭进行轧制处理，制备成一定厚度的AZ91D镁基复合材料板；

(2)将轧制后的颗粒增强AZ91D镁基复合材料进行搅拌摩擦加工处理。

在加工完毕后，进行TEM显微观察和XRD表征试验，结果表明位错数量与密度大量减少甚至消失，耐磨与强度等综合性能得到提高。

其中，所述颗粒增强AZ91D镁基复合材料的增强颗粒体积分数为5vol.％-10vol.％。如果增强颗粒体积分数过高，则材料太硬塑性差，导致搅拌头会断裂失效，而颗粒含量太低材料太软，材料会被搅拌头搅碎。

优选地，轧制处理的工艺参数为：轧制温度420-450℃；轧制厚度至4-6mm。

更优选地，在轧制时，经过多道次轧制，每道次下压量0.5-0.6mm。

优选地，轧制后进行搅拌摩擦加工处理，搅拌摩擦加工工艺参数位：搅拌头转速：1200-1500r/min；搅拌头加工速度：80-120mm/min；搅拌头的肩宽直径：10～15mm；搅拌头针长：3～3.5mm；搅拌针直径：3～5mm；试验下压量为：2～2.5mm；搅拌头与垂直方面的倾角为3.0～5.0度；单面多道次搅拌；搭接率20～30％.

更优选地，搅拌头的肩宽直径：15mm；搅拌头针长：3.5mm；搅拌针直径：5mm；试验下压量为：2.5mm；搅拌头与垂直方面的倾角为3.0度；单面多道次搅拌；搭接率30％。

本发明重点在于轧搅联合去位错，单一轧与单一搅拌无法实现去位错。特别地，通过控制搅拌的重复区域以及控制搭接率，达到消除位错的目的。

在一个优选的实施方式中，本发明的技术方案通过如下步骤实现：