一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410483409.3

申请日:

2014.09.22

公开号:

CN104190898A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B22D 18/02申请公布日:20141210|||实质审查的生效IPC(主分类):B22D 18/02申请日:20140922|||公开

IPC分类号:

B22D18/02; C22C1/02

主分类号:

B22D18/02

申请人:

中北大学

发明人:

赵宇宏; 侯华; 靳玉春; 田园

地址:

030051 山西省太原市尖草坪区学院路3号

优先权:

专利代理机构:

太原科卫专利事务所(普通合伙) 14100

代理人:

朱源

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内容摘要

本发明具体为一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,采用如下步骤实现的:a、称取氧化锌、去离子水搅拌;b、称取水玻璃继续搅拌;c、称取石墨粉搅拌制得脱模剂备用;d、取碳化硅用工业酒精浸泡后清洗;e、加入去离子水搅拌洗涤后倒掉去离子水;f、干燥烘烤后备用;g、称取AZ91D镁合金完全熔化后在720℃下保温;h、将碳化硅压入AZ91D镁合金熔体中搅拌;i、进行合模浇铸后,开模取出试样;j、进行固溶处理,保温后空冷。本发明经挤压、热处理后,镁基复合材料的抗拉强度为231MPa,延伸率为3.21%。

权利要求书

1.  一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,其特征在于:采用如下步骤实现的:a、称取氧化锌50g,量取去离子水415ml,加入混浆机中搅拌;b、称取水玻璃10g加入混浆机继续搅拌成钠基氧化锌悬浮液;c、称取石墨粉25g搅拌制得脱模剂备用;d、取增强颗粒碳化硅40g加入烧杯中,然后用50ml工业酒精浸泡后清洗,将浊液倾倒后,再次加入50ml工业酒精浸泡后清洗;e、向烧杯中加入去离子水100ml搅拌洗涤后倒掉去离子水,反复操作五次;f、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中干燥烘烤后备用;g、称取4000gAZ91D镁合金预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内,待升温至400℃通入保护气体,待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3min,在720℃下保温;h、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金熔体中,进行搅拌,然后将搅拌后的熔体静置;i、模具预热后,将脱模剂喷涂于模具的凹槽内,待AZ91D镁合金熔体降至680℃进行合模浇铸,挤压压力为100MPa,保压20s开模取出试样;j、进行固溶处理410℃,保温后水冷,时效温度200℃,保温后空冷。

说明书

一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法
技术领域
本发明涉及镁基复合材料的制备方法,具体为一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法。
背景技术
随着能源紧张,轻量化、绿色化制造等越来越被人们所关注,作为一种新型的轻型环保材料,镁合金日益引起了人们的重视。镁合金具有优良的比强度、比刚度和减震性能,是一种理想的结构材料,而且资源丰富,因此其研究、应用得到了快速发展。但镁合金强度低、硬度低、耐腐蚀性差,在工业领域的应用受到了很大的局限性。
为了改善镁合金的这些局限性,国内外的学者们开始了镁基复合材料的研究,通过在镁合金中加入增强体来提高镁合金的综合性能,目前主要的增强体有晶须增强,C纳米增强,准晶增强,纤维增强等,制备方法主要有搅拌铸造,粉末冶金等。例如添加非金属材料法,由于制备工艺落后,致使增强效果不佳,达不到增强目的。
发明内容
本发明为了解决现有镁基复合材料制备存在综合性能较差的问题,提供了一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法。
本发明是采用如下技术方案实现的:一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,采用如下步骤实现的:a、称取氧化锌50g,量取去离子水415ml,加入混浆机中搅拌;b、称取水玻璃10g加入混浆机继续搅拌成钠基氧化锌悬浮液;c、称取石墨粉25g搅拌制得脱模剂备用;d、取增强颗粒碳化硅40g加入烧杯中,然后用50ml工业酒精浸泡后清洗,将浊液倾倒后,再次加入50ml工业酒精浸泡后清洗;e、向烧杯中加入去离子水100ml搅拌洗涤后倒掉去离子水,反复操作五次;f、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中干燥烘烤后备用;g、称取4000gAZ91D镁合金预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内,待升温至400℃通入保护气体,待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3min,在720℃下保温;h、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金熔体中,进行搅拌,然后将搅拌后的熔体静置;i、模具预热后,将脱模剂喷涂于模具的凹槽内,待AZ91D镁合金熔体降至680℃进行合模浇铸,挤压压力为100MPa,保压20s开模取出试样;j、进行固溶处理410℃,保温后水冷,时效温度200℃,保温后空冷。
脱模剂的配方及其喷涂在模具上,利于细化镁基材料试样的表面,提高其综合力学性能,切削量减小,节省成本;碳化硅通过有机物工业酒精清洗,充分的溶解去除其表面的杂质,提高碳化硅与镁合金熔体之间的润湿性,进而便于熔入AZ91D镁合金中,克服了现有镁基复合材料制备存在综合性能较差的问题。
本发明工艺步骤合理可靠,铸态AZ91D合金基体的抗拉强度为88MPa,延伸率仅为1.71%,而经挤压、热处理后,镁基复合材料的抗拉强度为231MPa,延伸率为3.21%,较铸态AZ91D合金的抗拉强度提高了162.5%,延伸率提高了87.7%,综合性能得到了大幅提升。
具体实施方式
一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,采用如下步骤实现的:a、称取氧化锌50g,量取去离子水415ml,加入混浆机中搅拌20min;b、称取水玻璃10g加入混浆机继续搅拌10min成钠基氧化锌悬浮液;c、称取石墨粉25g搅拌30min制得脱模剂备用;d、取增强颗粒碳化硅40g加入烧杯中,然后用50ml工业酒精浸泡2h后清洗,将浊液倾倒后,再次加入50ml工业酒精浸泡后清洗,静置1h后;e、向烧杯中加入去离子水100ml搅拌洗涤5min后倒掉去离子水,反复操作五次;f、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中在250℃干燥烘烤4h后备用;g、称取4000gAZ91D镁合金在200℃预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内,待升温至400℃通入保护气体(压缩空气、二氧化碳和四氟乙烷的混合气体,体积分数分别在75%、24%和1%),待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3min,在720℃下保温;h、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金熔体中,搅拌6min,而后将搅拌后的熔体静置2min;i、模具预热后,将脱模剂喷涂于模具的凹槽内,待AZ91D镁合金熔体降至680℃进行合模浇铸,挤压压力为100MPa,保压20s开模取出试样;j、进行固溶处理410℃,保温24h后水冷,时效温度200℃,保温10h后空冷。

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1、10申请公布号CN104190898A43申请公布日20141210CN104190898A21申请号201410483409322申请日20140922B22D18/02200601C22C1/0220060171申请人中北大学地址030051山西省太原市尖草坪区学院路3号72发明人赵宇宏侯华靳玉春田园74专利代理机构太原科卫专利事务所普通合伙14100代理人朱源54发明名称一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法57摘要本发明具体为一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,采用如下步骤实现的A、称取氧化锌、去离子水搅拌;B、称取水玻璃继续搅拌;C、称取石墨粉搅拌制得脱模剂备用;D、取碳。

2、化硅用工业酒精浸泡后清洗;E、加入去离子水搅拌洗涤后倒掉去离子水;F、干燥烘烤后备用;G、称取AZ91D镁合金完全熔化后在720下保温;H、将碳化硅压入AZ91D镁合金熔体中搅拌;I、进行合模浇铸后,开模取出试样;J、进行固溶处理,保温后空冷。本发明经挤压、热处理后,镁基复合材料的抗拉强度为231MPA,延伸率为321。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页10申请公布号CN104190898ACN104190898A1/1页21一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,其特征在于采用如下步骤实现的A、称取氧化锌50G,。

3、量取去离子水415ML,加入混浆机中搅拌;B、称取水玻璃10G加入混浆机继续搅拌成钠基氧化锌悬浮液;C、称取石墨粉25G搅拌制得脱模剂备用;D、取增强颗粒碳化硅40G加入烧杯中,然后用50ML工业酒精浸泡后清洗,将浊液倾倒后,再次加入50ML工业酒精浸泡后清洗;E、向烧杯中加入去离子水100ML搅拌洗涤后倒掉去离子水,反复操作五次;F、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中干燥烘烤后备用;G、称取4000GAZ91D镁合金预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内,待升温至400通入保护气体,待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3MIN,在720下保温;H、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金。

4、熔体中,进行搅拌,然后将搅拌后的熔体静置;I、模具预热后,将脱模剂喷涂于模具的凹槽内,待AZ91D镁合金熔体降至680进行合模浇铸,挤压压力为100MPA,保压20S开模取出试样;J、进行固溶处理410,保温后水冷,时效温度200,保温后空冷。权利要求书CN104190898A1/2页3一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法技术领域0001本发明涉及镁基复合材料的制备方法,具体为一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法。背景技术0002随着能源紧张,轻量化、绿色化制造等越来越被人们所关注,作为一种新型的轻型环保材料,镁合金日益引起了人们的重视。镁合金具有优良的比强度、比刚度和减震性能,是。

5、一种理想的结构材料,而且资源丰富,因此其研究、应用得到了快速发展。但镁合金强度低、硬度低、耐腐蚀性差,在工业领域的应用受到了很大的局限性。0003为了改善镁合金的这些局限性,国内外的学者们开始了镁基复合材料的研究,通过在镁合金中加入增强体来提高镁合金的综合性能,目前主要的增强体有晶须增强,C纳米增强,准晶增强,纤维增强等,制备方法主要有搅拌铸造,粉末冶金等。例如添加非金属材料法,由于制备工艺落后,致使增强效果不佳,达不到增强目的。发明内容0004本发明为了解决现有镁基复合材料制备存在综合性能较差的问题,提供了一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法。0005本发明是采用如下技术方案实现的一种。

6、颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,采用如下步骤实现的A、称取氧化锌50G,量取去离子水415ML,加入混浆机中搅拌;B、称取水玻璃10G加入混浆机继续搅拌成钠基氧化锌悬浮液;C、称取石墨粉25G搅拌制得脱模剂备用;D、取增强颗粒碳化硅40G加入烧杯中,然后用50ML工业酒精浸泡后清洗,将浊液倾倒后,再次加入50ML工业酒精浸泡后清洗;E、向烧杯中加入去离子水100ML搅拌洗涤后倒掉去离子水,反复操作五次;F、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中干燥烘烤后备用;G、称取4000GAZ91D镁合金预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内,待升温至400通入保护气体,待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3。

7、MIN,在720下保温;H、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金熔体中,进行搅拌,然后将搅拌后的熔体静置;I、模具预热后,将脱模剂喷涂于模具的凹槽内,待AZ91D镁合金熔体降至680进行合模浇铸,挤压压力为100MPA,保压20S开模取出试样;J、进行固溶处理410,保温后水冷,时效温度200,保温后空冷。0006脱模剂的配方及其喷涂在模具上,利于细化镁基材料试样的表面,提高其综合力学性能,切削量减小,节省成本;碳化硅通过有机物工业酒精清洗,充分的溶解去除其表面的杂质,提高碳化硅与镁合金熔体之间的润湿性,进而便于熔入AZ91D镁合金中,克服了现有镁基复合材料制备存在综合性能较差。

8、的问题。0007本发明工艺步骤合理可靠,铸态AZ91D合金基体的抗拉强度为88MPA,延伸率仅为171,而经挤压、热处理后,镁基复合材料的抗拉强度为231MPA,延伸率为321,较铸态AZ91D合金的抗拉强度提高了1625,延伸率提高了877,综合性能得到了大幅提升。说明书CN104190898A2/2页4具体实施方式0008一种颗粒增强镁基复合材料的挤压铸造制备方法,采用如下步骤实现的A、称取氧化锌50G,量取去离子水415ML,加入混浆机中搅拌20MIN;B、称取水玻璃10G加入混浆机继续搅拌10MIN成钠基氧化锌悬浮液;C、称取石墨粉25G搅拌30MIN制得脱模剂备用;D、取增强颗粒碳化。

9、硅40G加入烧杯中,然后用50ML工业酒精浸泡2H后清洗,将浊液倾倒后,再次加入50ML工业酒精浸泡后清洗,静置1H后;E、向烧杯中加入去离子水100ML搅拌洗涤5MIN后倒掉去离子水,反复操作五次;F、将洗涤后的碳化硅放入石英容器中在250干燥烘烤4H后备用;G、称取4000GAZ91D镁合金在200预热去除表面水汽放入熔化炉的坩埚内,待升温至400通入保护气体(压缩空气、二氧化碳和四氟乙烷的混合气体,体积分数分别在75、24和1),待AZ91D镁合金完全熔化后除渣静置3MIN,在720下保温;H、将烘烤后的碳化硅用铝箔包上压入保温的AZ91D镁合金熔体中,搅拌6MIN,而后将搅拌后的熔体静置2MIN;I、模具预热后,将脱模剂喷涂于模具的凹槽内,待AZ91D镁合金熔体降至680进行合模浇铸,挤压压力为100MPA,保压20S开模取出试样;J、进行固溶处理410,保温24H后水冷,时效温度200,保温10H后空冷。说明书CN104190898A。

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