[发明专利]热压烧结法制备多尺度析出强化镁合金材料的方法

说明书

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种热压烧结法制备多尺度析出强化镁合金材料的方法。所述方法采用两种以上不同析出行为、尺寸为0.1‑2mm的镁合金混合碎屑为原始材料，混合碎屑进行冷压、热压烧结、热变形以及时效处理之后得到多尺度析出强化镁合金。通过将两种以上不同析出行为的镁合金板材置于微型数控铣床上，进行铣削加工，得到镁合金碎屑；将碎屑放入真空球磨罐中，真空球磨，在真空手套箱中将混合后的碎屑放入真空袋中抽真空保存，从而得到混合碎屑。本发明采用热压烧结镁合金碎屑的方法，具有极大的微观结构设计的灵活性和指向性，可根据需求，调整材料的选择，制备出一系列出多尺度析出强化的镁合金，材料兼得硬相的强度和软相的韧性。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种热压烧结法制备多尺度析出强化镁合金材料的方法。

背景技术

镁合金是目前实际生产应用中最轻的金属结构材料，它具有密度小、比强度高和比刚度高，以及良好的减震降噪性能、铸造性能、尺寸稳定性、电磁屏蔽性、切削加工性能和易于回收利用等优点，但镁合金也存在强度低、塑性差、耐蚀性差、高温性能差等问题。镁合金中加入稀土元素能够提高材料的强度和耐热温度，这是因为稀土元素能能够在镁合金中形成高密度的析出相，对位错的运动产生剧烈的阻碍作用，从而提高镁合金的强度，此外析出相在高温时具有比境界更高的稳定性，因此在高温变形时具有更稳定的性能。但时效析出强化的镁合金材料的韧性会出现大幅度降低的现象，大大限制了析出强化镁合金在实际生产中的应用。因此，如何兼得高的的强度和高的韧性成为当今镁合金材料的一个研究热点。

经对现有技术的文献检索发现，Xiaolei Wu和Yuntian Zhu在《MaterialsResearch Letters》材料研究快报2017:1-6上发表的“Heterogeneous materials:a newclass of materials with unprecedented mechanical properties”(异构材料：一种具有空前的力学性能的材料)一文中，提出了异构材料的概念，又称非均质材料，是材料的不同区域之间具有巨大的强度差异，这种强度上的不均异性可由微观结构的不均匀、晶体结构的不均匀或者元素组成的不均匀等因素引起。同时，不同区域间强度上的巨大差异，使得材料不仅具有高强度，也具有很好的塑性。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种热压烧结法制备多尺度析出强化镁合金材料的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种热压烧结法制备多尺度析出强化镁合金材料的方法，所述方法采用两种以上不同析出行为、尺寸为0.1-2mm的镁合金混合碎屑为原始材料，混合碎屑进行冷压、热压烧结、热变形以及时效处理之后得到多尺度析出强化镁合金。

所述原始碎屑的制备方法如下：

步骤一：碎屑的制备：将两种以上不同析出行为的镁合金板材置于微型数控铣床上，进行铣削加工，得到镁合金碎屑，所述混合碎屑为Mg-8Gd-3Y和Mg-10Gd-3Y；

步骤二：混料：按要求，在真空手套箱中分别将得到的镁合金碎屑称重，然后放入真空球磨罐中，真空球磨，在真空手套箱中将混合后的碎屑放入真空袋中抽真空保存。

混料之后的碎屑经过酸洗及过滤、真空干燥之后再进行冷压；所述酸洗及过滤、真空干燥的具体步骤如下：

步骤一：酸洗及过滤：将混料之后的碎屑放入酸洗液中酸洗30s～1min，然后在真空抽滤装置中过滤，并加入3～5次去离子过滤，最后采用酒精过滤，得到湿润的碎屑；

步骤二：真空干燥：将酸洗过滤后得到的碎屑放入真空干燥箱中60～80℃干燥5-10h，得到干燥的碎屑，然后放入真空罐中保存。

所述冷压具体为：将得到的干燥碎屑分多次放入冷压模具中，在压力机上进行预压实，将蓬松的混合碎屑压实成较致密的块体。