[发明专利]一种旋转浸渗制备碳化硅颗粒增强镁铝基材料的方法

说明书

本发明提供一种旋转浸渗制备碳化硅颗粒增强镁铝基材料的方法，其将金属镁粉末与碳化硅作为原料，制备复合浆料，将浆料浇入水冷模具中，冷却凝固得到碳化硅颗粒镁基复合材料预制件；将铝镁硅合金置于坩埚内融化至液态，得到液态铝镁硅合金，保温待用；将一片或者多片碳化硅颗粒镁基复合材料预制件完全浸入液态铝镁硅合金内部，将碳化硅颗粒镁基复合材料预制件在液态铝镁硅合金内部旋转，然后将复合材料预制件取出清洗，得到铝镁硅合金包覆的碳化硅颗粒镁基复合材料；将铝镁硅合金包覆的碳化硅颗粒镁基复合材料清除其表面的氧化膜后，置于真空热压炉中，加热至固液两相温度区间，施加外压压实，冷却凝固得到碳化硅颗粒增强镁铝基材料。

技术领域

本发明属于金属基复合材料技术领域，具体涉及一种旋转浸渗制备碳化硅颗粒增强镁铝基材料的方法。

背景技术

随着我国科学技术的不断发展，金属基复合材料的性能在众多领域都有很好的研究和应用。金属镁被称为21世纪的绿色工程材料，在航空航天、电子工业、光学仪器制造、国防、汽车制造等领域都有一定的应用，但是镁合金在应用过程中上存在强韧度不够高，抗蠕变形性能差等缺点，因此具有刚高强韧性和抗蠕变性等优点的纳米颗粒增强镁合金材料得到了重视。

中国文献(“纳米SiC颗粒增强AM60镁合金组织性能的研究”，王朝辉等，特种铸造及有色合金，第641-642页，第25卷第11期，2005年)公开的将β-纳米SiC颗粒加入到高韧性铸造AM60镁合金中，在惰性气体保护下，通过将镁合金融化后加入纳米SiC颗粒，搅拌浇筑得到复合材料，该复合材料的力学性能和应对得到提高，且组织得到细化，但是其中纳米SiC颗粒的含量小，为1％。之后王朝辉又基于半固态工艺制备了纳米SiC颗粒增强AM60镁合金，参见中国文献(“半固态工艺制备纳米SiC颗粒增强AM60镁合金”，康永林等，特种铸造及有色合金，第583-585页，第27卷第8期，2007年)将镁合金融化后加入纳米SiC颗粒，搅拌均匀静置，将合金液体的温度调整至高于液相线的浇筑温度，再进行浇筑得到复合材料，其中纳米SiC颗粒的含量小于1％，制备的复合材料的晶粒得到细化，机械强度进一步显著提高，综合性能优。由上述现有技术可知，通过对纳米SiC颗粒增强镁合金处理方式上的改变，可显著提高复合材料的性能，但是其性能还不能完全满足一些特殊领域的应用，而且其中纳米SiC颗粒含量低，有必要进一步提高纳米SiC颗粒增强镁合金的综合性能，扩大其应用领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种旋转浸渗制备碳化硅颗粒增强镁铝基材料的方法，将镁粉末与碳化硅粉末作为原料搅拌铸造冷却凝固形成预制件，置于液态铝镁硅合金内部，旋转浸渗，取出固化后，再经真空半固态热压处理，得到碳化硅颗粒增强镁铝基材料。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种旋转浸渗制备碳化硅颗粒增强镁铝基材料的方法，包括以下步骤：

(1)将金属镁粉末与碳化硅作为原料，运用搅拌铸造法制备复合浆料，将浆料浇入水冷模具中，冷却凝固得到碳化硅颗粒镁基复合材料预制件；

(2)将铝镁硅合金置于坩埚内，在700-900℃下融化至液态，得到液态铝镁硅合金，保温待用；

(3)将步骤(1)制备的一片或者多片碳化硅颗粒镁基复合材料预制件完全浸入步骤(2)制备的液态铝镁硅合金内部，将碳化硅颗粒镁基复合材料预制件在液态铝镁硅合金内部旋转，以不引起液态铝镁硅合金剧烈翻腾为限，然后停止转动，将复合材料预制件取出清洗，得到铝镁硅合金包覆的碳化硅颗粒镁基复合材料；

(4)将步骤(3)制备的铝镁硅合金包覆的碳化硅颗粒镁基复合材料清除其表面的氧化膜后，置于真空热压炉中，加热至固液两相温度区间，施加外压压实，冷却凝固得到碳化硅颗粒增强镁铝基材料。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，金属镁粉末与碳化硅的体积比为70-80:20-30。