[发明专利]一种颗粒增强镁基复合板的制备方法

说明书

本发明涉及一种颗粒增强镁基复合板的制备方法。一种颗粒增强镁基复合板的制备方法，将颗粒直径≤10μm，纯度大于等于99.9%的碳化硅进行预处理，形成分散的碳化硅颗粒；对块状镁合金进行预处理，制作挤压模具；熔炼制备镁基复合材料锭；颗粒增强镁基复合板热挤压预处理；在400℃±5℃温度条件下进行热挤压，制备出热挤压过的颗粒增强镁基复合板；在400℃±5℃温度下，进行多道次热轧。本发明减少了直接轧制出现裂纹的倾向，改善了界面结合，使其具有较高的塑韧性，提高镁基复合材料的力学性能，扩大镁基复合材料板材的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种颗粒增强镁基复合板的制备方法。

背景技术

同镁合金相比，颗粒增强镁基复合材料（PMMCs）具有较高的比强度、比模量，磨损抗力和较低的膨胀系数，在航空航天，汽车，及电子等领域具有广阔的应用前景。

基于过搅拌工艺制备的PMMCs，工艺简单，成本低廉，但存在气孔，缩孔和疏松等缺陷。为克服上述缺点，研究者一般对其采取锻造和挤压变形的形式，可较好的改善PMMCs的力学性能。

但由于PMMCs的塑性较差，目前还难以实现PMMCs板的成形。故专利采用PMMCs/镁合金/PMMCs，制备出界面结合加好的颗粒增强镁基复合板，解决了颗粒增强镁基复合板成形时的开裂问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何解决颗粒增强镁基复合板在挤压过程中出现裂纹的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种颗粒增强镁基复合板的制备方法，按照如下的步骤进行

步骤一、将颗粒直径≤10μm，纯度大于等于99.9%的碳化硅进行预处理，形成分散的碳化硅颗粒；

步骤二、对块状镁合金进行预处理，制作挤压模具；

步骤三、熔炼制备镁基复合材料锭，将镁合金置于熔炼炉的坩埚中，开启熔炼炉，使坩埚内温度逐渐升至700℃±5℃，同时向坩埚内输入二氧化碳和六氟化硫，使熔炼坩埚内的镁合金块完全熔化，然后停止加热，将温度调至590℃±5℃，并开动搅拌器对熔液进行搅拌，将预热的碳化硅颗粒加入熔液中，然后正向搅拌15min，反向搅拌15分钟。然后升温搅拌至700℃±5℃，恒温保温10min，将坩埚中的混合溶液浇注在预热过的压铸模具的型腔，施加压力冷却，形成镁基复合材料铸锭；

步骤四、颗粒增强镁基复合板热挤压预处理，把步骤三制备的镁基复合材料铸锭切割成块形成块状镁基复合材料，同时把镁合金切割出与块状镁基复合材料板同样大小的块状镁合金，将块状镁基复合材料与块状镁合金间隔叠加，塞入挤压模具，然后以0.1mm/s的速度，在420℃±5℃温度条件下对垂直于板面方向进行挤压预处理，挤压的进度为沿着挤压方向间隔叠加的材料的整体厚度的5%-10%，形成热挤压预处理过的颗粒增强镁基复合板；

步骤五、将步骤四中形成的热挤压预处理过的颗粒增强镁基复合板以0.1mm/s的速度，在400℃±5℃温度条件下进行热挤压，制备出热挤压过的颗粒增强镁基复合板；

步骤六、将经过步骤五处理的热挤压过的颗粒增强镁基复合板，在400℃±5℃温度下，进行多道次热轧，第一道次热轧前在400℃±5℃温度下保温20分钟，第一道次压下量为10%，第二道次热轧前在400℃±5℃温度下保温5分钟，第二道次压下量为15%，第二道次热轧前在400℃±5℃温度下保温5分钟，然后进行第三次热轧，第三道次压下量为20%，第四道次压下量为20%，第五道次压下量为20%。

作为一种优选方式：步骤一中对碳化硅进行预处理的具体过程为：将碳化硅浸泡在体积比为10%±1%的氢氟酸水溶液中24h后，使用0.6μm-0.8μm的微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，再使用去离子水进行反复洗涤、抽滤，直至废液的Ph值为7，然后在80℃干燥720分钟，再在120℃继续干燥120分钟。