[发明专利]一种具有特殊三相共存结构的镁基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有特殊三相共存结构的镁基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将钨粉和石墨粉按比例混合，高能球磨一段时间后得到高活性、高比表面积的原生碳化钨WC颗粒粉体；

步骤2、将轻金属镁粉或铝粉或钛粉与其它一些合金元素按一定比例混合，高能球磨一段时间后得到具有高活性、高晶化温度的镁基或铝基或钛基非晶合金颗粒粉体；

步骤3、将步骤1得到的WC颗粒粉体按一定比例加入到步骤2得到的非晶合金颗粒粉体中，高能球磨后得到WC和非晶合金混合粉体，得到部分WC颗粒与非晶合金颗粒镶嵌结构；

步骤4、将步骤3得到的WC和非晶合金混合粉体按一定比例加入到镁合金粉末中，再加入一定量的酒精，并用超声辅助方式进行机械搅拌得到混合均匀的浆料，然后将浆料放入真空烘箱中烘干，然后得到复合粉体；

步骤5、将步骤4得到的复合粉体置于模具中，利用冷等静压机或四柱液压机进行高压压实，得到致密的复合块体坯料；

步骤6、将步骤5得到的致密复合块体坯料放入真空热压烧结炉中进行低温热压烧结，得到高致密的热压复合块体；

步骤7、将步骤6得到块体复合材料以高挤压比进行热挤出，最后得到具有特殊三相共存结构，部分WC颗粒同时镶嵌在基体和非晶相中的原生微/纳米级WC和非晶合金共强化镁合金复合材料；

步骤8、将步骤7得到的镁合金复合材料进行热处理；

所述步骤1中，钨粉和石墨粉的摩尔比为1∶1，高能球磨一段时间后得到高活性、高比表面积的原生WC颗粒粉体，球磨时间为40～80h，球料比为10∶1～20∶1，转速为300-600r/min；

所述步骤2中，轻金属镁粉或铝粉或钛粉和其它一些合金元素Cu、Ni、Si、Y、Fe、Ca、Zn、Nd、B中的一种或多种按一定比例进行混料，经高能球磨后得到镁基或铝基或钛基非晶合金颗粒粉体，要求其断裂强度不低于800MPa，晶化温度不得低于350℃，其球磨时间为40～100h，球料比为10∶1～50∶1，转速为300-600r/min；

所述步骤3中，WC颗粒与非晶合金颗粒的混合比例在1∶6～1∶20，经高能球磨后得到WC颗粒与非晶合金颗粒的混合粉体，球磨时间为20～40h，球料比为10∶1～20∶1，转速为300-600r/min；

所述步骤4中，加入到镁合金粉体中的WC颗粒和非晶合金颗粒，其质量分别占混合粉体总质量的0.25～5％和5～30％，其余为镁合金粉体；酒精加入量只要保证搅拌时浆料具有足够的流动性即可；超声辅助机械力搅拌时的超声功率为100～200Hz，叶片转速为300～1000rpm，搅拌时间为30-60min；

所述步骤6中，为了防止镁合金基体材料在烧结过程中发生晶粒长大，真空热压过程采用低温烧结，烧结温度范围为300～350℃，压力为50～100MPa，保压时间为20min-1h；

所述步骤7中，热挤出的温度为280～300℃，挤压比为25∶1，挤压速率为0.05-0.2mm/s。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，镁合金粉末的牌号为Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-Mn系、Mg-RE系中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，将搅拌混合均匀的浆料进行真空烘干，真空度＜100Pa，烘料温度为80℃，烘料时间24h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5中，所用模具为不锈钢模具，而冷等静压或四柱液压的压力为300-600MPa，保压时间为10-30min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤8中，对制备的镁合金复合材料进行适当的热处理，即采用一些常见的镁合金热处理方法：T1-部分固溶处理+自然时效；T2-铸后退火；T3-固溶+冷加工；T4-固溶处理；T5-人工时效；T6-固溶处理+人工时效；T7-固溶处理+稳定化处理；T8-固溶处理+冷加工+人工时效。