[发明专利]一种氧化石墨烯复合镁基材料半固态铸造成型方法

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯复合镁基材料半固态铸造成型方法，其针对当前氧化石墨烯复合镁基材料成型加工过程中氧化石墨烯极易发生团聚，且不能生产结构复杂零件等问题，经杆状镁合金颗粒表面处理制备混合颗粒、高温压制、制备半固态混合浆料、电磁泵传输成型，成型为氧化石墨烯复合镁基材料铸件。此成型方法工艺先进，数据精确翔实，制备出的氧化石墨烯复合镁基材料铸件内部组织致密性好，无缩孔、缩松缺陷，晶粒圆整、细小，氧化石墨烯在基体中分散均匀，未发生团聚，界面结合良好，铸件抗拉强度达295MPa，延伸率达5.5%，硬度达103HV，是先进的氧化石墨烯复合镁基材料半固态铸造成型方法。

技术领域

本发明涉及一种氧化石墨烯复合镁基材料半固态铸造成型方法，属有色金属复合材料铸造成型技术领域。

背景技术

氧化石墨烯表面具有很多含氧官能团，导致其性质比石墨烯更加活泼，具有良好的亲水性，适合在溶液中分散，易与其他材料发生化学反应并相互结合，从而制备性能优良的复合材料。此外，氧化石墨烯制备方法较为简单，价格相对低廉，且具有较高的力学性能，是镁基材料理想的增强体。

当前，将氧化石墨烯与镁合金颗粒湿法混合后再进行热压烧结和轧制，成为氧化石墨烯复合镁基材料的主要制备手段。在湿法混合过程中，氧化石墨烯具有亲水性，而镁基体被自然形成的氧化层包裹是疏水的，水的润湿性差异很大，这意味着氧化石墨烯和镁合金颗粒在混合阶段有效吸附的机会很小。镁基体表面的氧化层具有较低密度的羟基基团，即使通过搅拌或静电吸引，氧化石墨烯偶然接触到镁表面，大多数也不能发生吸附。因此，在后续的成型加工过程中氧化石墨烯极易发生团聚，此外上述工艺不能生产结构复杂的零件。

因此可以考虑对镁合金颗粒表面改性处理，引入聚乙烯醇薄膜，镁基体氧化层的羟基基团通过氢键吸附聚乙烯醇分子，当数量足够大时聚乙烯醇分子发生交联反应形成聚乙烯醇膜。聚乙烯醇膜将大量的羟基基团引入镁合金颗粒表面，既提高镁合金颗粒的润湿性，又可通过聚乙烯醇膜羟基基团与氧化石墨烯羧基基团之间的氢键作用，使氧化石墨烯均匀吸附在镁合金颗粒表面，进而制备高质量的氧化石墨烯复合镁基材料铸件。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的不足，经杆状镁合金颗粒表面处理制备混合颗粒、高温压制、制备半固态混合浆料、电磁泵传输成型，成型氧化石墨烯复合镁基材料铸件。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁合金锭、氧化石墨烯、聚乙烯醇、去离子水、无水乙醇、氧化镁脱模剂，其组合准备用量如下：以克、毫升为计量单位

镁合金锭：ZM5 固态块体 5000g±1g

氧化石墨烯 固态粉体 20g±0.1g

聚乙烯醇：[C₂H₄O]n 固态粉体 600g±10g

去离子水：H₂O 液态液体 58000mL±500mL

无水乙醇：C₂H₅OH 液态液体 2500mL±100mL

氧化镁脱模剂 液态液体 80mL±5mL

制备方法如下：

1）杆状镁合金颗粒表面处理制备混合颗粒

①切制杆状镁合金颗粒