[发明专利]镁基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及一种镁基复合材料及 其制备方法。

背景技术

镁合金是现代结构金属材料中最轻的一种，纯镁的密度约为1.74克每 立方厘米，为铝密度的2/3，钢密度的1/4。镁合金的优点是密度小，比强度、 比钢度高，减震性好，同时还具有优良的铸造性能、切削加工性能、导热性 能和电磁屏蔽性能，被广泛应用于汽车制造业、航空、航天、光学仪器制造 和国防等领域。

根据成形工艺及合金元素的不同，镁合金材料主要分为铸造镁合金和变 形镁合金两大类。变形镁合金通过在合金中加入有利于提高其形变特性的元 素，挤压、轧制、锻造的方法固态成形，通过变形生产尺寸多样的板、棒、 管、型材及锻件产品。由于变形加工消除了铸造组织缺陷及细化了晶粒，故 与铸造镁合金相比，变形镁合金具有更高的强度、更好的延展性和更好的力 学性能，同时生产成本更低。

但是，现有技术中制备的镁合金的韧性及强度均不能达到工业上的要 求。为解决这一问题，一般采用向镁合金中加入纳米级增强体的方式提高材 料的强度和韧性(Goh C.S.，Wei J.，Lee L.C.，Gupta M.，Nanotechnology，vol 17， p7(2006))。然而，现有技术中制备镁基复合材料一般采用铸造方法，如粉末 冶金、熔体渗透、搅拌铸造、等。上述这些方法形成的镁基复合材料一般为 铸锭的形式。在后续加工中需要通过挤压、轧制、锻造等方法制成所需型材， 工艺步骤繁琐。并且，在镁合金熔融状态中分散纳米级增强体较为困难，容 易引起纳米级增强体的团聚，造成分散不均匀；使用粉末冶金方法虽然可以 使这一问题相对改善，但是粉末冶金法在生产过程中存在金属粉末燃烧、爆 炸等危险。另外，这些方法制备工艺均相对复杂、设备成本高、不易大规模 工业化生产。

有鉴于此，提供一种纳米级增强体在镁基金属中均匀分布的镁基复合材 料及一种简单易行、适合工业化生产的镁基复合材料的制备方法实为必要。

发明内容

以下将以实施例说明一种纳米级增强体在镁基金属中均匀分布的镁基 复合材料及一种工序简单、适合工业化生产的镁基复合材料的制备方法。

一种镁基复合材料，包括镁基金属，其中，该镁基复合材料进一步包括 至少一纳米级增强体薄膜设置于上述镁基金属中。

一种镁基复合材料的制备方法，其包括以下步骤：提供至少二镁基板和 至少一纳米级增强体薄膜；将该纳米级增强体薄膜设置于二镁基板之间，形成 一预制体；以及热轧该预制体，形成镁基复合材料。

与现有技术相比较，所述的镁基复合材料采用将纳米级增强体薄膜夹于 两镁基板之间形成预制体，再将此预制体通过热轧的方式形成复合材料，纳 米级增强体在薄膜中均匀分布，从而在形成后的镁基复合材料中均匀分布， 解决了在镁基复合材料制备过程中纳米级增强体不易分散的问题，工艺简 单、易操作、可以实现生产过程连续化和批量生产，适合工业化生产的要求。 并且，生产出的镁基复合材料具有层状结构，镁基金属层与镁基复合层交替 排列，提高了镁基复合材料的强度和韧性，镁基复合层层数越多，在镁基复 合材料中起到的增强增韧的效果越明显。

附图说明

图1是本技术方案镁基复合材料的制备方法的流程示意图。

图2是本技术方案第一实施例镁基板过渡层的形成过程示意图。

图3是本技术方案第一实施例纳米级增强体覆盖于镁基板过渡层表面的 结构示意图。

图4是本技术方案第一实施例镁基复合材料预制体的结构示意图。

图5是本技术方案第一实施例对镁基复合材料预制体进行热轧过程的示 意图。

图6是本技术方案第一实施例的镁基复合材料的结构示意图。

图7是本技术方案第二实施例的镁基复合材料的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例，对本技术方案提供的一种镁基复合材料 及其制备方法作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明第一实施例镁基复合材料的制备方法主要包括以下 几个步骤：

(一)提供一第一镁基板和一第二镁基板。