[发明专利]一种高强塑镁基复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强塑镁基复合材料及其制备方法，包括：将稀土镁合金升温至700℃～820℃，待稀土镁合金完全熔化后将温度降至580℃～650℃，制得半固态熔融镁合金；将增强体在温度100℃～500℃下预热2min～60min，然后加入到半固态熔融镁合金中，充分混合后，制得增强体‑稀土镁合金混合熔体；将增强体‑稀土镁合金混合熔体再次加热至700℃～820℃，混匀后浇注到预热温度为100℃～600℃的模具中，并施加5MPa～100MPa压力，保压60s～600s，待凝固完成即制得高强塑稀土镁基复合材料。本发明中制备方法克服了现有陶瓷脆性增强体制备镁基复合材料难以同时兼顾强度和塑性的难题，且增强体与镁基体之间的物理相容性和化学相容性高。

技术领域

本发明涉及镁基复合材料技术领域，特别涉及一种高强塑镁基复合材料及其制备方法。

背景技术

镁基复合材料在兼顾镁合金优点的同时，还具有比强度高、比刚度高、尺寸稳定性好、耐磨性、耐高温性、耐冲击性优良等特点。此外镁基复合材料还具有电磁屏蔽和储氢特性等，是一类优秀的结构与功能材料，是当今高新技术领域中最有希望采用的复合材料之一，有望成为航空航天、军工产品制造、汽车以及电子封装等领域不可或缺的理想材料。但镁基复合材料常用的增强体多为非金属或含非金属的化合物，如SiC、TiC、Al₂O₃、TiB₂、B₄C、AlN等，此类增强体强度很高，但塑性较差。采用上述增强体制备的镁基复合材料具有高强度和高刚度，但塑性一般都较差，限制了镁基复合材料工程上的应用范围；而且这类增强体与镁基体之间的物理相容性和化学相容性较差，导致界面结合强度不高，进一步限制了镁基复合材料在结构材料方面的推广应用。

为了提高镁基复合材料的适用性，有必要研发一种高强塑镁基复合材料及其制备方法，改善镁基复合材料的塑性，同时保证镁基复合材料的强度、刚度，并提高增强体与镁基体之间的物理相容性和化学相容性。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种高强塑镁基复合材料及其制备方法，以稀土镁合金材料为基体，在稀土镁合金半固态浆料中加入高强塑金属合金、高熵合金、高强塑金属复合材料的预合金粉末和/或超细丝，辅以超声、机械搅拌等手段，实现增强体均匀分布，从而制备高强塑增强镁基复合材料，克服了现有陶瓷脆性增强体制备镁基复合材料难以同时兼顾强度和塑性的难题，且增强体与镁基体之间的物理相容性和化学相容性高，从而完成本发明。

本发明提供了的技术方案如下：

第一方面，一种高强塑镁基复合材料的制备方法，包括：

将稀土镁合金升温至700℃～820℃，待稀土镁合金完全熔化后将温度降至580℃～650℃，制得半固态熔融镁合金；

将增强体在温度100℃～500℃下预热2min～60min，然后加入到半固态熔融镁合金中，充分混合后，制得增强体-稀土镁合金混合熔体；

将增强体-稀土镁合金混合熔体再次加热至700℃～820℃，混匀后浇注到预热温度为100℃～600℃的模具中，并施加5MPa～100MPa压力，保压60s～600s，待凝固完成即制得高强塑稀土镁基复合材料。

第二方面，一种高强塑镁基复合材料，通过上述第一方面所述的制备方法制得。

根据本发明提供的一种高强塑镁基复合材料及其制备方法，具有以下有益效果：

(1)本发明高强塑镁基复合材料及其制备方法，采用稀土镁合金作为基体，使得基体相比传统的镁合金具有更加优异的固溶强化、析出强化和细晶强化和长周期堆垛有序结构强化效果，因而基体合金具有更加优异的的室温和高温力学性能。而且由于稀土镁合金中不含有Al元素，避免了与添加的Ti元素发生反应生成脆性的金属间化合物，因而强化了与增强体的界面结合强度；