專利名稱：一種原位Mg₂Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料的組織細(xì)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及復(fù)合材料的組織細(xì)化方法。
背景技術(shù)：
顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量高、阻尼減震性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為航空、航天及汽車制造等領(lǐng)域的理想材料之一。Mg2Si具有密度(1.99g/cm_3)低、熔點(diǎn)(io85°c)高、熱膨脹系數(shù)(7.5xio- Vr1)低等優(yōu)點(diǎn)，成為鎂基復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體。原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有界面結(jié)合良好、無污染等優(yōu)點(diǎn)，但制備的復(fù)合材料中的Mg2Si顆粒在基體中以粗大的中國漢字狀形式存在，限制了復(fù)合材料機(jī)械性能的提高，改善復(fù)合材料中的第二相形貌成為制備性能優(yōu)越的原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的難·點(diǎn)。超聲處理作為一種改善合金相形貌、細(xì)化晶粒和除氣除渣等作用的高效方法，具有超聲效應(yīng)瞬時化、工藝流程短、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，為原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的組織細(xì)化工藝指引了一個新的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料的組織細(xì)化方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。首先將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質(zhì)量比配料并放入錐形鐵坩堝中加熱至740 760°C，加入Si占熔體質(zhì)量百分比為I. (Fd^Al-Si中間合金并保溫40 60min ;然后降溫至660 710°C時，采用輸出功率控制在3KW以內(nèi)的連續(xù)超聲波對熔體超聲處理，超聲處理時間控制在360s以內(nèi)，最后在坩堝中直接水冷，獲得原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進(jìn)行保護(hù)。所述Al-Si中間合金中的Si的質(zhì)量百分比為23. 5% 24. 5%，余量為Al ;Mg-Al-Mn-Zn合金中Al的質(zhì)量百分比為5. 6% 6. 4%, Mn的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 4%, Zn的質(zhì)量百分比為0. 15% 0. 2%，余量為Mg。本發(fā)明的技術(shù)效果是得到的原位自生Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn復(fù)合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)細(xì)小、均勻，其中Mg2Si主要呈纖維狀、顆粒狀;Mg17Al12±要呈顆粒狀，能夠更好的符合原位顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖I為本發(fā)明實(shí)施實(shí)例I條件下原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料的顯微組織。圖2為本發(fā)明實(shí)施實(shí)例2條件下原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料的顯微組織。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。本實(shí)施例中所述的原位自生Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料，是通過原位合成結(jié)合超聲處理制備的，其中Si占熔體質(zhì)量百分比為1.0%。實(shí)施例I。將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質(zhì)量比配料并放入錐形鐵坩堝(上口內(nèi)徑①50，底部內(nèi)徑0 30)中加熱至740°C，加入Si占熔體質(zhì)量百分比為I. (Fd^Al-Si中間合金并保溫40min ;然后降溫至680°C時，采用功率600W的連續(xù)超聲對熔體處理60s，最后在坩堝中直接水冷，獲得原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進(jìn)行保護(hù)。
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實(shí)施例2。將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質(zhì)量比配料并放入錐形鐵坩堝(上口內(nèi)徑①50，底部內(nèi)徑0 30)中加熱至740°C，加入Si占熔體質(zhì)量百分比為1.0%的Al-Si中間合金并保溫40min ;然后降溫至680°C時，采用功率300W的連續(xù)超聲對熔體處理60s，最后在坩堝中直接水冷，獲得原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進(jìn)行保護(hù)。從圖1、2中可以看出，采用本發(fā)明得到的原位自生Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn復(fù)合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)細(xì)小、均勻，其中Mg2Si主要呈纖維狀、顆粒狀;Mg17Al12主要呈顆粒狀，能夠更好的符合原位顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1. 一種原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料的組織細(xì)化方法,其特征是首先將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質(zhì)量比配料并放入錐形鐵坩堝中加熱至740 760V，加入Si占熔體質(zhì)量百分比為I. 0%的Al-Si中間合金并保溫40 60min ;然后降溫至660 710°C時，采用輸出功率控制在3KW以內(nèi)的連續(xù)超聲波對熔體超聲處理360s以內(nèi)，最后在坩堝中直接水冷，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進(jìn)行保護(hù)； 所述Al-Si中間合金中的Si的質(zhì)量百分比為23. 5% 24. 5%，余量為Al ;Mg-Al-Mn_Zn合金中Al的質(zhì)量百分比為5. 6% 6. 4%，Mn的質(zhì)量百分比為0. 2% 0. 4%，Zn的質(zhì)量百分比為0. 15% 0. 2%，余量為Mg。
全文摘要
一種原位Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn-Zn復(fù)合材料的組織細(xì)化方法，其特征是首先將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按1:1的質(zhì)量比配料并放入錐形鐵坩堝中加熱至740～760℃，加入Si占熔體質(zhì)量百分比為1.0%的Al-Si中間合金并保溫40～60min；然后降溫至660～710℃時，采用輸出功率控制在3KW以內(nèi)的連續(xù)超聲波對熔體超聲處理360s以內(nèi)，超聲處理后在坩堝中直接水冷獲得復(fù)合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進(jìn)行保護(hù)。本發(fā)明得到的原位自生Mg2Si顆粒增強(qiáng)Mg-Al-Mn復(fù)合材料中的第二相(Mg2Si、Mg17Al12)細(xì)小、均勻，其中Mg2Si主要呈纖維狀、顆粒狀；Mg17Al12主要呈顆粒狀，能夠更好的符合原位顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號C22C1/03GK102787265SQ201210262559
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者胡志, 賀儒, 閆洪, 饒遠(yuǎn)生, 黃碧浩 申請人:南昌大學(xué)