專利名稱：原位自生Mg₂Si/AM60復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原位自生Mg2Si/AM60復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
鎂及鎂合金具有比強(qiáng)度、比剛度高，減振性、電磁屏蔽和抗輻射能力 強(qiáng)，易切削加工，易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車、電子、電器、交通、航 空航天和國防軍事工業(yè)領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的前景，是繼 鋼鐵和鋁合金之后發(fā)展起來的第三類金屬結(jié)構(gòu)材料，并稱之為21世紀(jì)的綠 色工程材料。但是，鎂合金的綜合力學(xué)性能較低，制約了它的廣泛應(yīng)用。
復(fù)合材料為解決這一缺陷提供了良好的途徑。按增強(qiáng)體的加入方法， 復(fù)合材料的制備可分為外加復(fù)合法和原位生成法。長期以來，對(duì)復(fù)合材料制 備工藝的研究一直側(cè)重于傳統(tǒng)的外加增強(qiáng)體與基體復(fù)合的方法，如粉末冶 金、擠壓鑄造或液態(tài)攪拌法等等。這類方法不僅工藝復(fù)雜，成本較高，而且 存在增強(qiáng)體與基體之間相容性較差，結(jié)合不良等問題。與外加增強(qiáng)體制備復(fù) 合材料相比，由于原位生成法的增強(qiáng)相在基體內(nèi)反應(yīng)生成，具有尺寸小、 界面潔凈無污染、熱穩(wěn)定性好、與基體相容性好，制備成本低等優(yōu)點(diǎn)，已 成為金屬基復(fù)合材料中的一個(gè)重要發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種原位自生Mg2Si/AM60復(fù)合材料的制備方法， 該方法工藝簡單，安全可靠，增強(qiáng)相顆粒能均勻彌散分布于基體中。
本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，其制備方法為采用機(jī)械攪拌，硅(Si)的 加入量為0.5%-5%，反應(yīng)溫度780-800°C，反應(yīng)時(shí)間30min，其加熱過程是 在井式電阻爐中，并在鎂合金上覆蓋自制的阻燃劑以阻燃，反應(yīng)之后進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)間5-10min。
本發(fā)明的積極效果是生產(chǎn)制備的Mg2Si/AM60復(fù)合材料，增強(qiáng)相在 基體中分布均勻，力學(xué)性能優(yōu)越，而且工藝簡單、安全可靠，無三廢污染。


圖1為本發(fā)明機(jī)械攪拌對(duì)復(fù)合材料的影響。
圖2為本發(fā)明加入不同量Si的復(fù)合材料顯微組織圖。
圖3為本發(fā)明Si含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:取AM60鎂合金1000g,完全熔化后于780-800。C加入0. 5% 的硅，并覆蓋阻燃劑以阻燃，保溫30min，反應(yīng)之后進(jìn)行5-10min的機(jī)械攪 拌。
實(shí)施例2:取AM60鎂合金1000g，完全熔化后于780-80(TC加入1. 0% 的硅，并覆蓋阻燃劑以阻燃，保溫30min，反應(yīng)之后進(jìn)行5-10min的機(jī)械攪 拌。
實(shí)施例3:取AM60鎂合金1000g，完全熔化后于780-80(TC加入1. 5% 的硅，并覆蓋阻燃劑以阻燃，保溫30min，反應(yīng)之后進(jìn)行5-10min的機(jī)械攪 拌。
實(shí)施例4:取AM60鎂合金1000g，完全熔化后于780-800。C加入5.0% 的硅，并覆蓋阻燃劑以阻燃，保溫30min，反應(yīng)之后進(jìn)行5-10miri的機(jī)械攪 拌。
圖1為對(duì)含Si量5%的復(fù)合材料進(jìn)行機(jī)械攪拌與未進(jìn)行機(jī)械攪拌的顯微 組織。由圖可看出，未進(jìn)行攪拌的組織中Mg2Si相偏聚嚴(yán)重，分布不均勻， 如圖la所示。而攪拌后的組織中Mg2Si相則彌散地分布在基體中，如圖lb所示。
圖2為不同Si含量對(duì)AM60鎂合金微觀組織的影響。由圖2a可看出， AM60鑄態(tài)組織為典型的枝晶組織，由白色初生a-Mg及不連續(xù)呈網(wǎng)狀分布 的P-Mgl7A112組成。向AM60中添加一定量的Si后，發(fā)現(xiàn)組織中出現(xiàn)了 中國漢字狀及塊狀和樹枝狀的Mg2Si相。當(dāng)Si含量為0.5y。時(shí)，Mg2Si相為 短棒狀及細(xì)小的中國漢字狀，如圖2b所示。當(dāng)si含量為i.oy。時(shí)，發(fā)現(xiàn)中 國漢字狀的Mg2Si相變多，且開始出現(xiàn)樹枝狀，如圖2c所示。當(dāng)Si含量 為1.5%時(shí)，除了有中國漢字狀的Mg2Si相外，還出現(xiàn)了較多樹枝狀及塊狀 的Mg2Si相，如圖2d所示。進(jìn)一步加大Si的含量時(shí)，中國漢字狀的Mg2Si 相消失，只有板塊狀和粗大的樹枝狀Mg2Si相存在，如圖2e所示。
如圖3所示。由圖可看出，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、硬度隨Si含量的增 加呈上升趨勢(shì)，伸長率則下降。未加Si時(shí)，材料的抗拉強(qiáng)度為176. 3MPa， 當(dāng)Si含量為1. 0%時(shí)，其抗拉強(qiáng)度為197. 5MPa，提高了 12%。但是進(jìn)一步提 高Si含量，其強(qiáng)度開始下降。隨Si的增加，硬度明顯提高，基體AM60的 硬度為HB45.9，當(dāng)Si含量為59&時(shí)，硬度達(dá)到HB68.2，提高幅度達(dá)48. 6%。
綜上所述，制備Mg2Si/AM60復(fù)合材料理想工藝參數(shù)進(jìn)行機(jī)械攪拌， Si的加入量為l.(m。所獲得的復(fù)合材料，增強(qiáng)相在基體中分布均勻，力學(xué) 性能優(yōu)越。
總之，按本發(fā)明所述的生產(chǎn)方法制備的Mg2Si/AM60復(fù)合材料，增強(qiáng) 相在基體中分布均勻，力學(xué)性能優(yōu)越，而且工藝簡單、安全可靠，無三廢 污染。
權(quán)利要求
1、一種原位自生Mg2Si/AM60復(fù)合材料的制備方法，其特征是制備方法為采用機(jī)械攪拌，硅(Si)的加入量為0.5％-5％，反應(yīng)溫度780-800℃，反應(yīng)時(shí)間30min，其加熱過程是在井式電阻爐中，并在鎂合金上覆蓋自制的阻燃劑以阻燃，反應(yīng)之后進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)間5-10min。
全文摘要
一種原位自生Mg₂Si/AM60復(fù)合材料的制備方法，其特征是制備方法為采用機(jī)械攪拌，硅(Si)的加入量為0.5％-5％，反應(yīng)溫度780-800℃，反應(yīng)時(shí)間30min，其加熱過程是在井式電阻爐中，并在鎂合金上覆蓋自制的阻燃劑以阻燃，反應(yīng)之后進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)間5-10min。本發(fā)明的積極效果是生產(chǎn)制備的Mg₂Si/AM60復(fù)合材料，增強(qiáng)相在基體中分布均勻，力學(xué)性能優(yōu)越，而且工藝簡單、安全可靠，無三廢污染。
文檔編號(hào)C22C1/02GK101195875SQ20071005378
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者勇 胡, 洪 閆, 陳國香 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)