專利名稱：一種半固態(tài)B₄Cp/AZ61復(fù)合材料制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬復(fù)合材料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，金屬基復(fù)合材料的研究與開發(fā)取得了很大的進(jìn)展，但仍處在研究階段，還 未進(jìn)入批量生產(chǎn)，少量產(chǎn)品雖有制品，距離實際應(yīng)用還有一段距離。同時，金屬基復(fù)合材料 在提高強度、硬度、彈性模量的同時，卻大大地降低了其塑性，不利于對復(fù)合材料二次塑性 加工。隨著半固態(tài)成形技術(shù)和理論不斷成熟與發(fā)展，為金屬基復(fù)合材料的半固態(tài)成形開拓 了新的發(fā)展方向。而且在工程應(yīng)用合金當(dāng)中，鎂基復(fù)合材料因而具有更高的比強度、比剛 度，同時還具有較好的耐磨性、耐高溫及減震性能。此外，鎂基復(fù)合材料還具有良好的阻尼 性能和電磁屏蔽性能，是良好的功能材料。因此鎂基復(fù)合材料在電子、航空、航天特別是汽 車工業(yè)中具有潛在的應(yīng)用前景。半固態(tài)機械攪拌法是在半固態(tài)金屬中加入增強相，攪拌一定時間后澆注成型。半 固態(tài)金屬漿料比相同成分金屬液體的表觀黏度高約3個數(shù)量級，利用機械攪拌法將增強顆 粒加入到半固態(tài)金屬漿料時比較容易，比與其他方法相比，半固態(tài)攪拌法獲得的復(fù)合材料 漿料成型平穩(wěn)，無渦流和噴射，減少宏觀偏析，降低凝固收縮和成型溫度，可以解決復(fù)合材 料制備過程中容易出現(xiàn)的非金屬增強體漂浮、偏析以及金屬基體不濕潤的技術(shù)難題，且增 強顆粒在基體內(nèi)分布均勻。由于該工藝在很大程度上降低了鎂在高溫下的氧化燒損，且該 工藝設(shè)備簡單，成本低，最有希望用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。AZ61鎂合金中引入B4C顆粒的主要 目的是彌補AZ61鎂合金性能上的不足，如低的彈性模量、有限的高溫強度、有限的高溫屈 服強度和耐磨性較差等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。首先將原料AZ61鎂合金放入熔化爐內(nèi)精煉，然后降溫到625°C ；經(jīng)澆鑄管將液態(tài) 鎂合金澆注入到攪拌爐中，以300r/min 500r/min的攪拌速度，攪拌3 5min，至溫度 600 610°C，得到半固態(tài)漿料；然后加入3wt. % 6wt. %質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒度號為W7的B4C顆 粒，以300r/min 500r/min的攪拌速度，等溫攪拌3 5min，得到半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合 材料，澆注。本發(fā)明可獲得比較細(xì)小、圓整、分布均勻的半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料，且B4C增強 顆粒發(fā)布均勻。


圖1為本發(fā)明實施例使用的攪拌設(shè)備。其中1為澆注管，2為坩鍋，3為攪拌爐，4 為管道，5為電熱偶，6為電機，7為柱塞，8為電熱偶，9為熔化爐，10為柱塞，11為推進(jìn)式葉輪，12為澆注管，13為升降臺、14為槳式葉輪。圖2為本發(fā)明實施例1所述條件下的半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明實施例2所述條件下的半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明實施例3所述條件下的半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料SEM形貌圖。圖5為本發(fā)明實施例4所述條件下的半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料SEM形貌圖。
具體實施例方式本發(fā)明將通過以下實施例作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明所述的實施例，是在圖1所示的攪拌設(shè)備中完成的。本發(fā)明所述實施例的AZ61鎂合金，其成分(w)為 實施例1首先將原料AZ61鎂合金放入熔化爐內(nèi)加熱到650°C，爐內(nèi)的鎂合金采用熔劑保 護，在此溫度下精煉，靜置30min，然后降溫到625°C。經(jīng)澆鑄管將液態(tài)鎂合金澆注入到攪拌 爐中，攪拌速度500r/min、攪拌3min到設(shè)定的攪拌溫度605°C，得到半固態(tài)漿料，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3wt. %、粒度號為W7的B4C顆粒，然后以攪拌速度500r/min等溫攪拌3min，得到半 固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料，澆注。圖(a)白色近圓形的顆粒為半固態(tài)的固相，淺黑色為半固態(tài)漿料中的液相部分凝 固后的枝晶組織，且球狀晶粒比較細(xì)小、圓整、分布均勻。圖(b)白色為半固態(tài)的液相，淺黑色為B4C顆粒，B4C顆粒較為均勻的分布在AZ61 鎂合金基體中。實施例2首先將原料AZ61鎂合金放入熔化爐內(nèi)加熱到650°C，爐內(nèi)的鎂合金采用熔劑保 護，在此溫度下精煉，靜置30min，然后降溫到625°C。經(jīng)澆鑄管將液態(tài)鎂合金澆注入到攪拌 爐中，攪拌速度500r/min、攪拌5min到設(shè)定的攪拌溫度605°C，得到半固態(tài)漿料，加入質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為6wt. %、粒度號為W7的B4C顆粒，然后以攪拌速度500r/min等溫攪拌5min，得到半 固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料，澆注。圖(a)白色近圓形的顆粒為半固態(tài)的固相，淺黑色為半固態(tài)漿料中的液相部分凝 固后的枝晶組織，且球狀晶粒比較細(xì)小、圓整、分布均勻。圖(b)白色為半固態(tài)的液相，淺黑色為B4C顆粒，B4C顆粒較為均勻的分布在AZ61 鎂合金基體中。實施例3首先將原料AZ61鎂合金放入熔化爐內(nèi)加熱到650°C，爐內(nèi)的鎂合金采用熔劑保 護，在此溫度下精煉，靜置30min，然后降溫到625°C。經(jīng)澆鑄管將液態(tài)鎂合金澆注入到攪拌 爐中，攪拌速度500r/min、攪拌3min到設(shè)定的攪拌溫度605°C，得到半固態(tài)漿料，加入質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為3wt. %、粒度號為W7的B4C顆粒，然后以攪拌速度500r/min等溫攪拌3min，得到半 固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料，澆注。B4C顆粒較為均勻的分布在AZ61鎂合金基體中。實施例4首先將原料AZ61鎂合金放入熔化爐內(nèi)加熱到650°C，爐內(nèi)的鎂合金采用熔劑保 護，在此溫度下精煉，靜置30min，然后降溫到625°C。經(jīng)澆鑄管將液態(tài)鎂合金澆注入到攪拌 爐中，攪拌速度500r/min、攪拌5min到設(shè)定的攪拌溫度605°C，得到半固態(tài)漿料，加入質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為6wt. %、粒度號為W7的B4C顆粒，然后以攪拌速度500r/min等溫攪拌5min，得到半 固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料，澆注。B4C顆粒較為均勻的分布在AZ61鎂合金基體中。
權(quán)利要求
一種半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料制備方法，其特征是首先將原料AZ61鎂合金放入熔化爐內(nèi)精煉，然后降溫到625℃；經(jīng)澆鑄管將液態(tài)鎂合金澆注入到攪拌爐中，以300r/min～500r/min的攪拌速度，攪拌3～5min，至溫度600～610℃；然后加入3wt.％～6wt.％質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒度號為W7的B4C顆粒，以300r/min～500r/min的攪拌速度，等溫攪拌3～5min，澆注。
全文摘要
一種半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料制備方法，其特征是首先將原料AZ61鎂合金放入熔化爐內(nèi)精煉，然后降溫到625℃；經(jīng)澆鑄管將液態(tài)鎂合金澆注入到攪拌爐中，以300r/min～500r/min的攪拌速度，攪拌3～5min，至溫度600～610℃；然后加入3wt.％～6wt.％質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒度號為W7的B4C顆粒，以300r/min～500r/min的攪拌速度，等溫攪拌3～5min，澆注。本發(fā)明可獲得比較細(xì)小、圓整、分布均勻的半固態(tài)B4Cp/AZ61復(fù)合材料，且B4C增強顆粒發(fā)布均勻。
文檔編號C22C23/00GK101880787SQ20101019148
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者周冰鋒, 閆洪 申請人:南昌大學(xué)