專利名稱：一種增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Al2O3增強(qiáng)鎂合金復(fù)合板的制備方法，屬有色金屬板材增加強(qiáng)度、 硬度、改變金相組織結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有色金屬鎂基合金是一種輕金屬結(jié)構(gòu)材料，易于進(jìn)行機(jī)械加工，在電子、航空、航天、儀表工業(yè)領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用；由于鎂基合金強(qiáng)度低、耐磨性及耐腐蝕性差，在工業(yè)應(yīng)用中受到了很大限制，但其具有良好的與顆粒物質(zhì)結(jié)合的能力，常常在鎂基合金中摻雜氧化物、陶瓷顆粒來增強(qiáng)基體的強(qiáng)度，以提高鎂基合金的力學(xué)性能。常用的復(fù)合材料制備方法有金屬鑄造法、壓力鑄造法、壓力浸潰法、液態(tài)金屬浸潰法、原位生成法、粉末冶金法等，這些方法仍存在技術(shù)上的不足，例如增強(qiáng)相的均勻分散問題、不浸潤(rùn)性問題、增強(qiáng)相的團(tuán)聚問題，增強(qiáng)相與基體間的界面結(jié)合問題，而金屬基體與增強(qiáng)相之間的界面擔(dān)負(fù)著將載荷從基體傳遞至增強(qiáng)相的作用，是影響材料性能的重要因素， 鎂合金板也存在著力學(xué)性能上的不足，例如強(qiáng)度、硬度低、耐腐蝕性差的問題，必須對(duì)金相組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，才能滿足工業(yè)上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)的情況，對(duì)鎂合金板用鋁板包覆成復(fù)合板，用壓制+ 輥軋法，使在鎂合金板表面生成Al2O3,以增強(qiáng)鎂合金復(fù)合板的強(qiáng)度、硬度及耐磨性。技術(shù)方案本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為鎂合金板、鋁板、丙酮、乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、去離子水、砂紙，其組合用量如下以毫米、克、毫升為計(jì)量單位續(xù)合金板AZ31,50mmX 30mmX IOmm, I 塊招板A1,1000mmX 1000mm X O. 2mm, 2 塊丙酮C3H6O,500ml ±5ml乙醇CH3CH2OH,500ml ±5ml鹽酸HCI，50ml± Iml氫氧化鈉Na0H，300g±5g去離子水H20，5000ml± IOml砂紙2000目，3 張制備方法如下(I)精選化學(xué)物質(zhì)材料對(duì)制備使用的化學(xué)物質(zhì)材料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行質(zhì)量純度控制鎂合金板固態(tài)板材，含鎂96%,含招3. 0%鋁板固態(tài)板材，含鋁99.9%
丙酮液態(tài)液體，99. 0%乙醇液態(tài)液體，99. 0%鹽酸液態(tài)液體，濃度36 %氫氧化鈉固態(tài)固體，95. 0%去離子水液態(tài)液體，99. 9%砂紙固態(tài)固體(2)清洗鎂合金板①配置丙酮+乙醇混合液量取丙酮120ml ± lml，量取乙醇80ml ± lml，加入清洗槽內(nèi)，攪拌混合lOmin，成
丙酮+乙醇混合液；②將鎂合金板浸泡于丙酮+乙醇混合液中，浸泡洗滌，時(shí)間30min ；③浸泡洗滌后將鎂合金板撈出，置于干燥架上晾干；(3)打磨鎂合金板①將鎂合金板置于平板上，用2000目砂紙打磨板材正反表面，使鎂合金板正反表面裸露新鮮金屬面，表面粗糙度RaO. 32-0. 64 μ m ;②清理鎂合金板新鮮金屬表面，使其潔凈；(4)清洗、腐蝕鎂合金板①量取鹽酸10ml、乙醇190ml，加入清洗槽內(nèi)，攪拌混合lOmin，成鹽酸+乙醇混
合液；②將打磨后的鎂合金板置于鹽酸+乙醇混合液中，浸泡lmin，腐蝕洗掉氧化層；(5)去離子水清洗鎂合金板①將鎂合金板置于另一清洗槽內(nèi)，加入去離子水200ml，進(jìn)行清洗；②清洗后在干燥架上晾干；(6)在乙醇中浸泡鎂合金板將清洗晾干的鎂合金板置于浸泡槽內(nèi)，加入乙醇200ml，進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間 30min,浸泡后在干燥架上晾干；(7)清洗鋁板①配制氫氧化鈉水溶液稱取氫氧化鈉200g，量取去離子水1800ml，加入清洗槽內(nèi)，攪拌混合lOmin，成氫氧化鈉水溶液；②將招板浸泡于氫氧化鈉水溶液中，浸泡洗洚’時(shí)間Imin ；③浸泡洗滌后將鋁板撈出，并用去離子水沖洗，沖洗完畢后置于干燥架上晾干；(8)用鋁板包覆鎂合金板將鎂合金板置于平板工作臺(tái)上，按鎂合金板形狀、尺寸切割鋁板，并用鋁板周邊包覆，成包覆鎂合金復(fù)合板；(9)包覆鎂合金復(fù)合板的壓制鎂合金復(fù)合板的壓制是在壓力機(jī)上進(jìn)行的，是在開合式模具內(nèi)、加熱300°C、壓強(qiáng)為400Mpa狀態(tài)下完成的；①將開合式模具置于壓力機(jī)的工作臺(tái)上，將墊塊置于開合式模具底部，將包覆鋁
7板的鎂合金復(fù)合板置于墊塊上，然后將壓塊置于鎂合金復(fù)合板上，將壓力機(jī)的壓力桿對(duì)準(zhǔn)壓塊壓下；②開啟壓力機(jī)的加熱器，加熱溫度300°C ±5°C，并加熱開合式模具內(nèi)的鎂合金復(fù)合板，加熱時(shí)間為30min ；③開啟壓力機(jī)的壓力電機(jī)，通過壓力桿垂直壓擠開合式模具內(nèi)的壓塊及鎂合金復(fù)合板，壓力機(jī)壓強(qiáng)為400MPa，壓擠時(shí)間IOmin ；④打開開合式模具，取出壓擠的鎂合金復(fù)合板，并自然冷卻至室溫；(10)鎂合金復(fù)合板中溫回火將壓擠的鎂合金復(fù)合板置于中溫回火爐中回火，回火溫度200°C，時(shí)間20min ；(11)鎂合金復(fù)合板軋制鎂合金復(fù)合板的軋制是在輥軋機(jī)上進(jìn)行的，在上下軋輥之間分三道次完成的，每一道次的壓軋變形量為鎂合金復(fù)合板初始厚度的25%，經(jīng)過三道次軋制后，鎂合金復(fù)合板的厚度由10. 4mm減至2. 5mm ；①以輥軋機(jī)的下軋輥為基準(zhǔn)，調(diào)整上軋輥，使之與下軋輥之間的距離為7. 5mm ；②開啟上軋棍的變頻電機(jī),使之轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榉崔D(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)速度為10r/min,上軋棍直徑為200mm ；③開啟下軋輥的變頻電機(jī)，使之轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為lOr/min，下軋棍直徑為200mm ；④將鎂合金復(fù)合板從正面推入上軋輥與下軋輥之間，鎂合金復(fù)合板在上下軋輥之間輥軋后由反面排出，從而完成了一個(gè)道次輥軋的全過程；(12)中溫回火將輥擠軋制的鎂合金復(fù)合板置于中溫回火爐中進(jìn)行回火，回火溫度200°C，回火時(shí)間 IOmin ；(13)鎂合金復(fù)合板表面招板的剝離將棍軋后的鎂合金復(fù)合板置于平板上,用金屬鏟、金屬刷剝離鎂合金復(fù)合板表面的鋁板殘留物，然后用2000目砂紙打磨，使其潔凈；(14)鎂合金復(fù)合板的切割、包覆將剝離鋁板殘留物的鎂合金復(fù)合板切割成四等分，并壘疊在一起，然后用鋁板包(15)將壘疊、包覆后的鎂合金復(fù)合板重新置于熱壓機(jī)的開合式模具內(nèi)，在300°C、 400MPa下壓制；(16)將壓制后的鎂合金復(fù)合板重新在輥軋機(jī)上進(jìn)行輥軋；(17)鎂合金復(fù)合板的包覆、壓制、輥軋、回火、剝離、切割重復(fù)進(jìn)行3次，成增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板；(18)檢測(cè)、化驗(yàn)、分析、表征對(duì)制備的增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的形貌、成分、化學(xué)物理性能進(jìn)行檢測(cè)、化驗(yàn)、分析、 表征；用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相組織分析；用掃描電鏡進(jìn)行金相組織和形貌分析；用硬度計(jì)進(jìn)行金相組織硬度分析；
結(jié)論經(jīng)包覆、壓制、輥軋、回火、剝離、切割制備的鎂合金復(fù)合板表面金相滲入 Al2O3,滲入深度為5 μ m，鎂合金復(fù)合板金相組織致密，增強(qiáng)相分散均勻，增強(qiáng)相與基體材料界面結(jié)合性能好，強(qiáng)度、硬度及耐腐蝕性可提高用89%。有益效果本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有明顯的先進(jìn)性，是針對(duì)AZ31鎂合金板金相組織松散， 強(qiáng)度、硬度低，耐磨性、耐腐蝕性差的情況，采用反復(fù)壓制、輥軋法，先用鋁板包覆鎂合金板， 然后在開合式模具內(nèi)，在壓力機(jī)上加熱壓制，在輥軋機(jī)上進(jìn)行輥軋塑性變形、金相滲入，經(jīng)中溫回火，成增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板，在擠壓輥軋過程中生成Al2O3并滲入鎂合金復(fù)合板表層，提高了鎂合金板的強(qiáng)度、硬度、耐磨性及耐腐蝕性，力學(xué)性能可提高89%，此制備方法工藝先進(jìn)，數(shù)據(jù)翔實(shí)準(zhǔn)確，實(shí)用價(jià)值高，可進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，是十分理想的增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的制備方法。


圖I為包覆鎂合金復(fù)合板壓擠狀態(tài)2為鎂合金復(fù)合板輥軋狀態(tài)3為鎂合金復(fù)合板壓制加熱溫度與時(shí)間坐標(biāo)關(guān)系4為鎂合金復(fù)合板壓擠棍軋后斷面形貌5為鎂合金復(fù)合板壓擠輥軋后橫截面金相組織結(jié)構(gòu)6為鎂合金復(fù)合板衍射強(qiáng)度圖譜圖中所示，附圖標(biāo)記清單如下I、底座，2、頂座，3、工作臺(tái)，4、壓力電機(jī)，5、立柱，6、立柱，7、開合式模具，8、開合架，9、墊塊,10、壓塊,11、鎂合金復(fù)合板,12、招板,13、電加熱器，14、壓力桿，15、電控箱,16、 電源開關(guān)，17、溫度調(diào)控器，18、壓強(qiáng)調(diào)控器，19、顯示屏，20、指示燈，21、導(dǎo)線，22、輥軋機(jī)， 23、左立梁，24、右立梁，25、機(jī)頂座，26、顯示屏，27、指示燈，28、電源開關(guān)，29、上軋輥轉(zhuǎn)速調(diào)控器，30、下軋輥轉(zhuǎn)速調(diào)控器，31、上軋輥，32、下軋輥，33、上連軸器，34、下連軸器，35、上變頻電機(jī)，36、下變頻電機(jī)，37、電機(jī)座，38、導(dǎo)線，39、鎂合金復(fù)合板，40、上下軋輥距離調(diào)控器， 41、調(diào)整手柄。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明圖I所示，為包覆鎂合金復(fù)合板加熱壓制狀態(tài)圖，各部位置要正確，按序操作；制備使用的化學(xué)物質(zhì)的量值是按預(yù)先設(shè)置的范圍確定的，以毫米、克、毫升為計(jì)量單位。鎂合金復(fù)合板的壓制是在壓力機(jī)上進(jìn)行的，是在開合式模具內(nèi)，在加熱300°C狀態(tài)下、在壓強(qiáng)為400MPa下完成的；壓力機(jī)為立式，壓力機(jī)下部為底座I，在底座I的上部分左右對(duì)稱設(shè)有立柱5、6，在立柱5、6上部為頂座2，在頂座2上部為壓力電機(jī)4，在底座I的上部中間位置為工作臺(tái)3， 在工作臺(tái)3內(nèi)設(shè)有電加熱器13，在工作臺(tái)3上部置放開合式模具7，開合式模具7四角部為 4個(gè)開合架8并固定，在開合式模具7內(nèi)底部為墊塊9，在墊塊9上置放鎂合金復(fù)合板11，鎂CN 102581057 A
合金復(fù)合板11外部為包覆鋁板12，在鎂合金復(fù)合板11及鋁板12上部為壓塊10，在壓塊10 上部為壓力桿14，壓力桿14與頂座2上的壓力電機(jī)4聯(lián)接；在壓力機(jī)的右部為電控箱15， 在電控箱15上設(shè)有電源開關(guān)16、溫度調(diào)控器17、壓強(qiáng)調(diào)控器18、顯示屏19、指示燈20 ;壓力機(jī)上的電加熱器13、壓力電機(jī)4通過導(dǎo)線21與電控箱15連接；圖2所示，為鎂合金復(fù)合板輥軋狀態(tài)圖，各部位置、聯(lián)接關(guān)系要正確，安裝牢固，按序操作。鎂合金復(fù)合板的輥軋是在輥軋機(jī)上進(jìn)行的，是在上下軋輥之間分三道次完成的， 然后進(jìn)行壘疊、包覆、輥軋；輥軋機(jī)22為立式，在輥軋機(jī)22的上部分左右設(shè)有左立梁23、右立梁24，上部為機(jī)頂座25，在左立梁23、右立梁24之間設(shè)有上軋輥31、下軋輥32，上軋輥31右部聯(lián)接上連軸器33、上變頻電機(jī)35，下軋輥32右部聯(lián)接下連軸器34、下變頻電機(jī)36，上變頻電機(jī)35、下變頻電機(jī)36均裝在電機(jī)座37上；在輥軋機(jī)22的前部控制面板上設(shè)有顯示屏26、指示燈27、 電源開關(guān)28、上軋輥轉(zhuǎn)速調(diào)控器29、下軋輥轉(zhuǎn)速調(diào)控器30、上下軋輥距離調(diào)控器40 ；輥軋機(jī) 22通過導(dǎo)線38與上變頻電機(jī)35、下變頻電機(jī)36聯(lián)接；在上軋輥31與下軋輥32之間為鎂合金復(fù)合板39，鎂合金復(fù)合板39在此部位進(jìn)行輥軋；上軋輥31與下軋輥32之間的距離由調(diào)整手柄41調(diào)整。圖3所示，為鎂合金復(fù)合板壓制加熱溫度與時(shí)間坐標(biāo)關(guān)系圖，圖中可知壓力機(jī)加熱溫度由25°C開始升溫，即A點(diǎn)，以10°C /min升溫，溫度升至300°C ±5°C，即B點(diǎn)，在此溫度恒溫保溫lOmin，即B-C區(qū)段，然后停止加熱，使其在空氣中自然冷卻至25°C，即D點(diǎn)，加熱溫度與時(shí)間成正比。圖4所示，為鎂合金復(fù)合板壓制輥軋后的斷面形貌結(jié)構(gòu)圖，由圖可知鎂合金板表面滲入了一層異質(zhì)物質(zhì)Al2O3,滲入厚度為5 μ m,這是由于高溫和空氣作用，招氧化成為一層Al2O3帶。圖5所示，為鎂合金復(fù)合板壓制輥軋后橫切面金相組織結(jié)構(gòu)圖，由圖可知在金相組織結(jié)構(gòu)中，有原始的大晶粒，其余的晶粒尺寸< Iym,在IOmin回火時(shí)間里，晶粒依然呈明顯的長(zhǎng)條狀，是由于滲入的Al2O3顆粒的存在阻礙了熱傳導(dǎo)，導(dǎo)致晶界得不到足夠的自由能，而且發(fā)現(xiàn)存在滲入的Al2O3顆粒的區(qū)域，晶粒明顯更加細(xì)小。圖6所示，為鎂合金復(fù)合板壓制輥軋后衍射強(qiáng)度圖譜，由圖可知熱擠壓輥軋過程在鎂合金復(fù)合板表面產(chǎn)生剪切力外，還會(huì)產(chǎn)生大的下壓力，加之在每道次軋制前的回火，使基體材料AZ31鎂合金板和包覆材料鋁板之間的擴(kuò)散成為可能，從而進(jìn)行了化學(xué)熱處理，由衍射數(shù)據(jù)得知，在每個(gè)壓軋周期后，鋁板在AZ31鎂合金板的表面滲透了一層鋁，在回火溫度和變形功的作用下，鋁發(fā)生氧化，產(chǎn)生ai2o3。鎂合金復(fù)合板輥軋碾展變形原理是輥軋是一種在金屬表層進(jìn)行塑性變形的過程，經(jīng)過輥軋，鎂合金復(fù)合板表層產(chǎn)生了較大的變形，使表層組織具有較大的儲(chǔ)存能，經(jīng)過中溫回火，儲(chǔ)存能部分釋放，由于中溫回火后立刻進(jìn)行輥軋，在輥軋機(jī)的作用下，經(jīng)過壘疊、包覆、壓制后的鎂合金復(fù)合板的界面兩側(cè)的晶粒開始合并、長(zhǎng)大，最終導(dǎo)致了界面的消失，成增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板。
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權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的制備方法，其特征在于使用的化學(xué)物質(zhì)材料為鎂合金板、鋁板、丙酮、乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、去離子水、砂紙，其組合用量如下以毫米、克、毫升為計(jì)量單位續(xù)合金板AZ31, 50mm X 30mm X 10mm, I 塊招板A1,1000mm X 1000mm XO. 2mm, 2 塊丙酮C3H6O, 500ml ±5ml 乙醇CH3CH20H，500ml 土 5ml 鹽酸:HCI，50ml ± Iml 氫氧化鈉Na0H，300g±5g 去離子水H20，5000ml ± IOml 砂紙2000目，3張制備方法如下(1)精選化學(xué)物質(zhì)材料對(duì)制備使用的化學(xué)物質(zhì)材料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行質(zhì)量純度控制鎂合金板固態(tài)板材，含鎂96%,含招3. 0%鋁板固態(tài)板材，含鋁99.9%丙酮液態(tài)液體，99. 0%乙醇液態(tài)液體，99. O %鹽酸液態(tài)液體，濃度36%氫氧化鈉固態(tài)固體，95.0%去離子水液態(tài)液體，99. 9%砂紙固態(tài)固體(2)清洗鎂合金板①配置丙酮+乙醇混合液量取丙酮120ml 土 Iml，量取乙醇80ml 土 Iml，加入清洗槽內(nèi)，攪拌混合lOmin，成丙酮+ 乙醇混合液；②將鎂合金板浸泡于丙酮+乙醇混合液中，浸泡洗滌，時(shí)間30min；③浸泡洗滌后將鎂合金板撈出，置于干燥架上晾干；(3)打磨鎂合金板①將鎂合金板置于平板上，用2000目砂紙打磨板材正反表面，使鎂合金板正反表面裸露新鮮金屬面，表面粗糙度RaO. 32-0. 64 μ m ;②清理鎂合金板新鮮金屬表面，使其潔凈；(4)清洗、腐蝕鎂合金板①量取鹽酸10ml、乙醇190ml，加入清洗槽內(nèi)，攪拌混合lOmin，成鹽酸+乙醇混合液；②將打磨后的鎂合金板置于鹽酸+乙醇混合液中，浸泡lmin，腐蝕洗掉氧化層；(5)去離子水清洗鎂合金板①將鎂合金板置于另一清洗槽內(nèi)，加入去離子水200ml，進(jìn)行清洗；②清洗后在干燥架上晾干；(6)在乙醇中浸泡鎂合金板將清洗晾干的鎂合金板置于浸泡槽內(nèi)，加入乙醇200ml,進(jìn)行浸泡,浸泡時(shí)間30min,浸泡后在干燥架上晾干；(7)清洗鋁板①配制氫氧化鈉水溶液稱取氫氧化鈉200g，量取去離子水1800ml，加入清洗槽內(nèi)，攪拌混合lOmin，成氫氧化鈉水溶液；②將鋁板浸泡于氫氧化鈉水溶液中，浸泡洗滌，時(shí)間Imin；③浸泡洗滌后將鋁板撈出，并用去離子水沖洗，沖洗完畢后置于干燥架上晾干；(8)用鋁板包覆鎂合金板將鎂合金板置于平板工作臺(tái)上，按鎂合金板形狀、尺寸切割鋁板，并用鋁板周邊包覆， 成包覆鎂合金復(fù)合板；(9)包覆鎂合金復(fù)合板的壓制鎂合金復(fù)合板的壓制是在壓力機(jī)上進(jìn)行的，是在開合式模具內(nèi)、加熱300°C、壓強(qiáng)為 400Mpa狀態(tài)下完成的；①將開合式模具置于壓力機(jī)的工作臺(tái)上，將墊塊置于開合式模具底部，將包覆鋁板的鎂合金復(fù)合板置于墊塊上，然后將壓塊置于鎂合金復(fù)合板上，將壓力機(jī)的壓力桿對(duì)準(zhǔn)壓塊壓下；②開啟壓力機(jī)的加熱器，加熱溫度300°C±5°C，并加熱開合式模具內(nèi)的鎂合金復(fù)合板，加熱時(shí)間為30min ；③開啟壓力機(jī)的壓力電機(jī)，通過壓力桿垂直壓擠開合式模具內(nèi)的壓塊及鎂合金復(fù)合板，壓力機(jī)壓強(qiáng)為400MPa，壓擠時(shí)間IOmin ；④打開開合式模具，取出壓擠的鎂合金復(fù)合板，并自然冷卻至室溫；(10)鎂合金復(fù)合板中溫回火將壓擠的鎂合金復(fù)合板置于中溫回火爐中回火，回火溫度200°C，時(shí)間20min ；(11)鎂合金復(fù)合板軋制鎂合金復(fù)合板的軋制是在輥軋機(jī)上進(jìn)行的，在上下軋輥之間分三道次完成的，每一道次的壓軋變形量為鎂合金復(fù)合板初始厚度的25 %，經(jīng)過三道次軋制后，鎂合金復(fù)合板的厚度由10. 4mm減至2. 5mm ;①以輥軋機(jī)的下軋輥為基準(zhǔn)，調(diào)整上軋輥，使之與下軋輥之間的距離為7.5mm ；②開啟上軋輥的變頻電機(jī)，使之轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榉崔D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為10r/min，上軋輥直徑為200mm ；③開啟下軋輥的變頻電機(jī)，使之轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為lOr/min，下軋輥直徑為200mm ；④將鎂合金復(fù)合板從正面推入上軋輥與下軋輥之間，鎂合金復(fù)合板在上下軋輥之間輥軋后由反面排出，從而完成了一個(gè)道次輥軋的全過程；(12)中溫回火將輥擠軋制的鎂合金復(fù)合板置于中溫回火爐中進(jìn)行回火，回火溫度200°C，回火時(shí)間 IOmin ；(13)鎂合金復(fù)合板表面鋁板的剝離將輥軋后的鎂合金復(fù)合板置于平板上，用金屬鏟、金屬刷剝離鎂合金復(fù)合板表面的鋁板殘留物，然后用2000目砂紙打磨，使其潔凈；(14)鎂合金復(fù)合板的切割、包覆將剝離鋁板殘留物的鎂合金復(fù)合板切割成四等分，并壘疊在一起，然后用鋁板包覆；(15)將壘疊、包覆后的鎂合金復(fù)合板重新置于熱壓機(jī)的開合式模具內(nèi)，在300°C、 400MPa下壓制；(16)將壓制后的鎂合金復(fù)合板重新在輥軋機(jī)上進(jìn)行輥軋；(17)鎂合金復(fù)合板的包覆、壓制、輥軋、回火、剝離、切割重復(fù)進(jìn)行3次，成增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板；(18)檢測(cè)、化驗(yàn)、分析、表征對(duì)制備的增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的形貌、成分、化學(xué)物理性能進(jìn)行檢測(cè)、化驗(yàn)、分析、表征；用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相組織分析；用掃描電鏡進(jìn)行金相組織和形貌分析；用硬度計(jì)進(jìn)行金相組織硬度分析；結(jié)論經(jīng)包覆、壓制、輥軋、回火、剝離、切割制備的鎂合金復(fù)合板表面金相滲入Al2O3, 滲入深度為5 μ m，鎂合金復(fù)合板金相組織致密，增強(qiáng)相分散均勻，增強(qiáng)相與基體材料界面結(jié)合性能好，強(qiáng)度、硬度及耐腐蝕性可提高用89%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的制備方法，其特征在于鎂合金復(fù)合板的壓制是在壓力機(jī)上進(jìn)行的，是在開合式模具內(nèi)，在加熱300°C狀態(tài)下、在壓強(qiáng)為 400MPa下完成的；壓力機(jī)為立式，壓力機(jī)下部為底座(1)，在底座(I)的上部分左右對(duì)稱設(shè)有立柱(5、6)，在立柱(5、6)上部為頂座(2)，在頂座⑵上部為壓力電機(jī)(4)，在底座⑴ 的上部中間位置為工作臺(tái)(3)，在工作臺(tái)(3)內(nèi)設(shè)有電加熱器(13)，在工作臺(tái)(3)上部置放開合式模具(7)，開合式模具(7)四角部為4個(gè)開合架(8)并固定，在開合式模具(7)內(nèi)底部為墊塊(9)，在墊塊(9)上置放鎂合金復(fù)合板(11)，鎂合金復(fù)合板(11)外部為包覆鋁板(12)，在鎂合金復(fù)合板(11)及鋁板(12)上部為壓塊(10)，在壓塊(10)上部為壓力桿(14)， 壓力桿(14)與頂座⑵上的壓力電機(jī)(4)聯(lián)接；在壓力機(jī)的右部為電控箱(15)，在電控箱 (15)上設(shè)有電源開關(guān)(16)、溫度調(diào)控器(17)、壓強(qiáng)調(diào)控器(18)、顯示屏(19)、指示燈(20)； 壓力機(jī)上的電加熱器(13)、壓力電機(jī)(4)通過導(dǎo)線(21)與電控箱(15)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的制備方法，其特征在于鎂合金復(fù)合板壓擠加熱溫度與時(shí)間坐標(biāo)關(guān)系為壓力機(jī)加熱溫度由25°C開始升溫，即A點(diǎn)，以 IO0C /min升溫，溫度升至300°C ±5°C，即B點(diǎn)，在此溫度恒溫保溫lOmin，即B-C區(qū)段，然后停止加熱，使其在空氣中冷卻至25°C，即D點(diǎn)，加熱溫度與時(shí)間成正比。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的制備方法，其特征在于鎂合金復(fù)合板的輥軋是在輥軋機(jī)上進(jìn)行的，是在上下軋輥之間分三道次完成的，然后進(jìn)行壘疊、包覆、輥軋；輥軋機(jī)(22)為立式，在輥軋機(jī)(22)的上部分左右設(shè)有左立梁(23)、右立梁(24)， 上部為機(jī)頂座(25)，在左立梁(23)、右立梁(24)之間設(shè)有上軋輥(31)、下軋輥(32)，上軋輥(31)右部聯(lián)接上連軸器(33)、上變頻電機(jī)(35)，下軋輥(32)右部聯(lián)接下連軸器(34)、下變頻電機(jī)(36)，上變頻電機(jī)(35)、下變頻電機(jī)(36)均裝在電機(jī)座(37)上；在輥軋機(jī)(22)的前部控制面板上設(shè)有顯示屏(26)、指示燈(27)、電源開關(guān)(28)、上軋輥轉(zhuǎn)速調(diào)控器(29)、下軋輥轉(zhuǎn)速調(diào)控器(30)、上下軋輥距離調(diào)控器(40);輥軋機(jī)(22)通過導(dǎo)線(38)與上變頻電機(jī)(35)、下變頻電機(jī)(36)聯(lián)接；在上軋輥(31)與下軋輥(32)之間為鎂合金復(fù)合板(39)， 鎂合金復(fù)合板(39)在此部位進(jìn)行輥軋；上軋輥(31)與下軋輥(32)之間的距離由調(diào)整手柄 (41)調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)型鎂合金復(fù)合板的制備方法，是針對(duì)鎂合金板AZ31金相組織松散，強(qiáng)度、硬度低，耐磨性及耐腐蝕性差的情況，采用壓制、輥軋法，先對(duì)鎂合金板用鋁板包覆，然后在開合式模具內(nèi)，在壓力機(jī)上加熱、加壓，包覆壘疊后在輥軋機(jī)上進(jìn)行輥軋塑性變形、金相滲入，經(jīng)中溫回火增強(qiáng)了鎂合金復(fù)合板的金相組織的致密性，從而提高了強(qiáng)度、硬度、耐磨性及耐腐蝕性，強(qiáng)度達(dá)450MPa，強(qiáng)度提高89％，擴(kuò)大了鎂合金復(fù)合板的應(yīng)用范圍，此制備方法工藝先進(jìn)，數(shù)據(jù)翔實(shí)準(zhǔn)確，實(shí)用價(jià)值高，可進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，是十分理想的鎂合金復(fù)合板的增強(qiáng)方法。
文檔編號(hào)B21D39/00GK102581057SQ20121002131
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者方爽, 樊建鋒, 許并社 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)