本發(fā)明涉及鎂合金復合材料技術領域，尤其涉及一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法。
背景技術：
鎂合金是以鎂為基礎加入其他元素組成的合金，具有密度小、比強度高、阻尼性好、電磁屏蔽能力強、尺寸穩(wěn)定、易回收等優(yōu)點，在航空工業(yè)、汽車、機械設備、電子產(chǎn)品等領域有著非常廣闊的應用前景，被稱為“21世紀的綠色工程材料”。
申請?zhí)枮?01410409421.X的專利文件公開了一種鎂合金、鎂合金復合材料及其制備方法，用于提供一種具有良好的耐腐蝕性能的鎂合金和鎂合金復合材料，但是，其強度達不到嚴格要求，且導電性、耐磨性和高溫蠕變性一般，導致使用范圍有限。
申請?zhí)枮?01410624724.3的專利文件公開了一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法，用于克服現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的閉孔泡沫鎂合金在準靜態(tài)壓縮變形條件下呈脆性斷裂的缺陷，但是，其導電性、耐腐蝕性、耐磨性和高溫蠕變性達不到嚴格要求，導致使用范圍有限。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出的一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法，解決了現(xiàn)有的導電性、耐腐蝕性、耐磨性和高溫蠕變性達不到嚴格要求，且強度達不到嚴格要求，導致使用范圍有限的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：
一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：準備以下重量份的原料：Mg 25-30份，Al 20-25份，F(xiàn)e 23-26份，Mn 21-24份，Zn 18-22份，SiC 14-17份，C 16-20份，Cr 14-18份，Ni 12-16份，Sr 13-16份，Nd 11-14份，Ca 12-15份，MgCO3 5-8份，NaHCO3 3-6份；
S2：將Mg、Al、Fe、Mn、Zn、SiC、C、Cr、Ni、Sr和Nd加入球磨機內(nèi)，球磨21-26h，混合均勻，制得混合物A；
S3：將混合物A加入熔煉爐中，在高純氬氣保護的條件下，升溫至720-760℃，直至混合物A完全融化后，保持10-15min，制得混合物B；
S4：將Ca加入混合物B中，升溫至760-800℃，以560-600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10-14min，制得混合物C；
S5：將MgCO3和NaHCO3加入混合物C中，升溫至800-840℃，以1020-1100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3-5min，然后在800-840℃下保持5-8min，制得混合物D；
S6：將混合物D倒入模具內(nèi)，然后向模具中導入SF6和CO2的混合氣體，保持12-14min，接著冷卻至室溫，制得閉孔泡沫鎂合金復合材料。
優(yōu)選的，所述S1中，準備以下重量份的原料：Mg 26-29份，Al 21-24份，F(xiàn)e 24-25份，Mn 22-23份，Zn 19-21份，SiC 15-16份，C 17-19份，Cr 15-17份，Ni 13-15份，Sr 14-15份，Nd 12-13份，Ca 13-14份，MgCO3 6-7份，NaHCO3 4-5份。
優(yōu)選的，所述S1中，準備以下重量份的原料：Mg 28份，Al 23份，F(xiàn)e 24份，Mn 22份，Zn 20份，SiC 15份，C 18份，Cr 16份，Ni 14份，Sr 15份，Nd 12份，Ca 13份，MgCO3 6份，NaHCO3 4份。
優(yōu)選的，所述S2中，將Mg、Al、Fe、Mn、Zn、SiC、C、Cr、Ni、Sr和Nd加入球磨機內(nèi)，球磨22-25h，混合均勻，制得混合物A。
優(yōu)選的，所述S3中，將混合物A加入熔煉爐中，在高純氬氣保護的條件下，以10-13℃/min的速度升溫至720-760℃，直至混合物A完全融化后，保持10-15min，制得混合物B。
優(yōu)選的，所述S3中，將混合物A加入熔煉爐中，在高純氬氣保護的條件下，以11-12℃/min的速度升溫至730-750℃，直至混合物A完全融化后，保持11-14min，制得混合物B。
優(yōu)選的，所述S4中，將Ca加入混合物B中，以5-8℃/min的速度升溫至760-800℃，以560-600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10-14min，制得混合物C。
優(yōu)選的，所述S4中，將Ca加入混合物B中，以6-7℃/min的速度升溫至770-790℃，以570-590r/min的轉(zhuǎn)速攪拌11-13min，制得混合物C。
優(yōu)選的，所述S5中，將MgCO3和NaHCO3加入混合物C中，以6-9℃/min的速度升溫至800-840℃，以1020-1100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3-5min，然后在800-840℃下保持5-8min，制得混合物D。
優(yōu)選的，所述S5中，將MgCO3和NaHCO3加入混合物C中，以7-8℃/min的速度升溫至810-830℃，以1040-1080r/min的轉(zhuǎn)速攪拌4-5min，然后在810-830℃下保持6-7min，制得混合物D。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
1、通過以Mg、Al、Fe、Mn、Cr、Ni、Sr和Nd為主料制得的閉孔泡沫鎂合金復合材料具備優(yōu)異的強度，且具備良好的耐磨性、耐腐蝕性、導電性和高溫蠕變性；
2、通過加入SiC和C能夠進一步提高閉孔泡沫鎂合金復合材料的耐磨性、高溫蠕變性和導電性；
3、通過加入Zn和Ca能夠進一步提高閉孔泡沫鎂合金復合材料的耐腐蝕性；
4、通過加入MgCO3和NaHCO3作為發(fā)泡劑能夠提高閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備速率，降低制備成本。
本發(fā)明具備優(yōu)異的強度，且具備優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性、導電性和高溫蠕變性，適用范圍廣，制備速率高，制備成本低。
具體實施方式
下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
實施例一
一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：準備以下重量份的原料：Mg 25份，Al 20份，F(xiàn)e 23份，Mn 21份，Zn 18份，SiC 14份，C 16份，Cr 14份，Ni 12份，Sr 13份，Nd 11份，Ca 12份，MgCO3 5份，NaHCO3 3份；
S2：將Mg、Al、Fe、Mn、Zn、SiC、C、Cr、Ni、Sr和Nd加入球磨機內(nèi)，球磨21h，混合均勻，制得混合物A；
S3：將混合物A加入熔煉爐中，在高純氬氣保護的條件下，以10℃/min的速度升溫至720℃，直至混合物A完全融化后，保持10min，制得混合物B；
S4：將Ca加入混合物B中，以5℃/min的速度升溫至760℃，以560r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10min，制得混合物C；
S5：將MgCO3和NaHCO3加入混合物C中，以6℃/min的速度升溫至800℃，以1020r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3min，然后在800℃下保持5min，制得混合物D；
S6：將混合物D倒入模具內(nèi)，然后向模具中導入SF6和CO2的混合氣體，保持12min，接著冷卻至室溫，制得閉孔泡沫鎂合金復合材料。
實施例二
一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：準備以下重量份的原料：Mg 26份，Al 21份，F(xiàn)e 24份，Mn 22份，Zn 20份，SiC 15份，C 17份，Cr 15份，Ni 13份，Sr 14份，Nd 12份，Ca 13份，MgCO3 6份，NaHCO3 4份；
S2：將Mg、Al、Fe、Mn、Zn、SiC、C、Cr、Ni、Sr和Nd加入球磨機內(nèi)，球磨22h，混合均勻，制得混合物A；
S3：將混合物A加入熔煉爐中，在高純氬氣保護的條件下，以11℃/min的速度升溫至730℃，直至混合物A完全融化后，保持11min，制得混合物B；
S4：將Ca加入混合物B中，以6℃/min的速度升溫至770℃，以570r/min的轉(zhuǎn)速攪拌11min，制得混合物C；
S5：將MgCO3和NaHCO3加入混合物C中，以7℃/min的速度升溫至810℃，以1040r/min的轉(zhuǎn)速攪拌4min，然后在810℃下保持6min，制得混合物D；
S6：將混合物D倒入模具內(nèi)，然后向模具中導入SF6和CO2的混合氣體，保持13min，接著冷卻至室溫，制得閉孔泡沫鎂合金復合材料。
實施例三
一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：準備以下重量份的原料：Mg 29份，Al 24份，F(xiàn)e 25份，Mn 23份，Zn 21份，SiC 16份，C 19份，Cr 17份，Ni 15份，Sr 15份，Nd 13份，Ca 14份，MgCO3 7份，NaHCO3 5份；
S2：將Mg、Al、Fe、Mn、Zn、SiC、C、Cr、Ni、Sr和Nd加入球磨機內(nèi)，球磨25h，混合均勻，制得混合物A；
S3：將混合物A加入熔煉爐中，在高純氬氣保護的條件下，以12℃/min的速度升溫至750℃，直至混合物A完全融化后，保持14min，制得混合物B；
S4：將Ca加入混合物B中，以7℃/min的速度升溫至790℃，以590r/min的轉(zhuǎn)速攪拌13min，制得混合物C；
S5：將MgCO3和NaHCO3加入混合物C中，以8℃/min的速度升溫至830℃，以1080r/min的轉(zhuǎn)速攪拌4min，然后在830℃下保持7min，制得混合物D；
S6：將混合物D倒入模具內(nèi)，然后向模具中導入SF6和CO2的混合氣體，保持13min，接著冷卻至室溫，制得閉孔泡沫鎂合金復合材料。
實施例四
一種閉孔泡沫鎂合金復合材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：準備以下重量份的原料：Mg 30份，Al 25份，F(xiàn)e 26份，Mn 24份，Zn 22份，SiC 17份，C 20份，Cr 18份，Ni 16份，Sr 16份，Nd 14份，Ca 15份，MgCO3 8份，NaHCO3 6份；
S2：將Mg、Al、Fe、Mn、Zn、SiC、C、Cr、Ni、Sr和Nd加入球磨機內(nèi)，球磨26h，混合均勻，制得混合物A；
S3：將混合物A加入熔煉爐中，在高純氬氣保護的條件下，以13℃/min的速度升溫至760℃，直至混合物A完全融化后，保持15min，制得混合物B；
S4：將Ca加入混合物B中，以8℃/min的速度升溫至800℃，以600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌14min，制得混合物C；
S5：將MgCO3和NaHCO3加入混合物C中，以9℃/min的速度升溫至840℃，以1100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，然后在840℃下保持8min，制得混合物D；
S6：將混合物D倒入模具內(nèi)，然后向模具中導入SF6和CO2的混合氣體，保持14min，接著冷卻至室溫，制得閉孔泡沫鎂合金復合材料。
對實施例一至實施例四制得的閉孔泡沫鎂合金復合材料和常規(guī)閉孔泡沫鎂合金復合材料進行測試，測試結(jié)果如下：
用5.6％的氯化鈉中性溶液浸泡實施例一至實施例四制得的閉孔泡沫鎂合金復合材料和常規(guī)閉孔泡沫鎂合金復合材料，實施例一至實施例四制得的閉孔泡沫鎂合金復合材料和常規(guī)閉孔泡沫鎂合金復合材料的平均腐蝕速率如下：
用型號為7-IBB-647的耐磨測試儀對實施例一至實施例四制得的閉孔泡沫鎂合金復合材料和常規(guī)閉孔泡沫鎂合金復合材料進行測試，測試結(jié)果表明實施例一至實施例四制得的閉孔泡沫鎂合金復合材料比較常規(guī)閉孔泡沫鎂合金復合材料的耐磨性提高百分比為9.3-10.5％。
由上述可知，實施例一至實施例四制得的閉孔泡沫鎂合金復合材料比較常規(guī)閉孔泡沫鎂合金復合材料的性能均具有明顯提高，且實施例三為最佳實施例。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。