[发明专利]一种镁铝合金的SiC颗粒碾磨增强方法

摘要

本发明涉及一种镁铝合金的SiC颗粒碾磨增强方法，以有色轻金属镁铝合金为基体，以碳化硅颗粒为增强掺杂剂，通过熔炼、碾磨剪切、浇铸、热处理，最终制成镁铝合金+碳化硅合金锭复合材料，镁铝合金+碳化硅合金锭的力学性能、抗拉强度、屈服强度、弹性模量大幅度提高，抗拉强度可提高32％，屈取强度可提高40％，弹性模量可提高70％，金相组织致密性好，颗粒分布均匀，增强相与基体间界面结合紧密，此增强方法先进合理，工艺流程短，可进行工业化连续生产，是十分理想的制备增强型有色金属复合材料的方法。

主权项

一种镁铝合金的SiC颗粒碾磨增强方法，其特征在于：化学物质材料为：镁铝合金块、碳化硅粉、水玻璃、白垩粉、去离子水、二氧化碳气体、六氟化硫气体、细砂，其组合用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位镁铝合金块：AZ61mgAl   10000g±50g碳化硅粉：SiC          4000g±50g水玻璃：Na2S2O4        100g±1g白粉：Ca(HCO3)2        20g±1g去离子水：H2O          2000ml±100ml二氧化碳气体：CO2      4000000cm3±100cm3六氟化硫气体：SF6      400000cm3±100cm3细砂：5000g增强方法如下：(1)精选化学物质材料对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：镁铝合金块：固态固体AZ61镁93％，铝6％，锌1％碳化硅粉：固态固体        99.8％水玻璃：固态固体          98％白垩粉：固态固体          98％去离子水：液态液体        99.9％二氧化碳气体：气态气体    98％六氟化硫气体：气态气体    99.5％细砂：固态固体砂粒粒径≤0.1mm(2)研磨、过筛碳化硅粉①将碳化硅粉置于球磨机内，进行研磨，成细粉；②用625目筛网过筛；③研磨、过筛反复进行，成碳化硅细粉，细粉颗粒直径≤0.005mm；(3)制备开合式模具①用不锈钢材料制作开合式模具；②模具型腔为山字形，各腔为矩形体；(4)熔炼镁铝合金①熔炼镁铝合金在熔炼炉中进行；②切制镁铝合金块，成10×10×50mm块体；③将镁铝合金块加入熔炼炉中；④开启混合气体阀，向熔炼炉中输入CO2+SF6混合气体，气体输入速度440cm3/min；⑤开启熔炼炉加热器，使温度升至650℃±2℃，恒温保温30min±2min，使镁铝合金块熔化，成：镁铝合金液，待用；(5)机械碾磨镁铝合金液+碳化硅颗粒，成复合熔液①预热碳化硅颗粒将碳化硅颗粒置于烘烤炉内，进行预热，预热温度620℃±2℃，预热时间600min±5min；②机械碾磨镁铝合金液+碳化硅颗粒是在加热碾磨釜中进行的；加热碾磨釜内中间为加热碾磨罐，加热碾磨罐内设置机械碾磨机、搅拌器；碾磨釜侧部联通CO2+SF6气体箱、顶部联通加粉漏斗、镁铝合金液输液管，并伸入加热碾磨罐中；熔炼炉、抽液泵、碾磨罐通过导线与电控箱联接并控制；③开启CO2+SF6气体，气体比例为：CO2气体为99.5％、SF6气体为0.5％；输入速度为1000cm3/min；④开启碾磨加热器，使罐内温度由20℃升至650℃+2℃，升温速度20℃/min，并在此温度恒温保温30min，开启罐内底部搅拌器，搅拌转数60r/min；开启抽液泵，将熔炼炉内的镁铝合金熔液，经过滤网抽至碾磨机内，抽液速度100ml/min；将碳化硅粉经加粉漏斗加入碾磨机内，碳化硅粉加入速度20g/min，镁铝合金液与碳化硅粉的质量比为2.5∶1；⑤开启出气孔、排出釜内多余气体；⑥开启机械碾磨机，碾磨机转数为1000r/min，碾磨时间20min±1min；⑦观察窗观察碾磨状态；⑧镁铝合金液+碳化硅颗粒碾磨完成后，关闭碾磨机，停止碾磨，关闭抽液泵，关闭加粉漏斗，继续加热、搅拌5min±1min，防止沉淀；(6)浇铸成锭①预热开合式模具，预热温度420℃±2℃，预热时间120min；②配制涂覆剂；将白垩粉100g、水玻璃20g、去离子水300ml置于不锈钢容器中，搅拌均匀，成糊状；③在模具型腔内均匀刷涂涂覆剂，涂覆剂厚度为0.5mm；④关闭碾磨罐加热器；关闭CO2+SF6气体，停止输气；关闭搅拌器；⑤开启浇铸口，对准预热的开合式模具浇铸口、滤网，进行浇铸，浇满为止；⑥冷却、开模、脱模浇铸后，将模具置于自然空气中冷却，当温度冷却至300℃时，打开开合式模具，取出镁铝合金+碳化硅合金锭；⑦细砂冷却将镁合金+碳化硅合金锭埋入细砂中，继续冷却至20℃±2℃；⑧取出镁铝合金+碳化硅合金锭；(7)切锭成型将镁铝合金+碳化硅合金锭用机械切制成型，成：150×50×50mm，即：镁铝合金+碳化硅合金锭；(8)真空热处理①将切制的镁铝合金+碳化硅合金锭置于热处理炉内，并关闭；②抽取炉内真空，真空度10-2Pa；③开启加热器，使温度升至420℃±2℃，在此温度恒温保温600min±10min；④热处理后，关闭加热器，使其随炉冷却至20℃±2℃；⑤取出镁铝合金+碳化硅合金锭，即成品；(9)检测、分析、表征对增强的镁铝合金+碳化硅合金锭的型貌、色泽、金相组织、强度、弹性模量、硬度进行检测、分析、表征；用金相显微镜进行金相组织分析；用AG-25TA电子万能试验机进行力学性能分析；用JEM-200CK透射电子显微镜进行界面分析；结论：产品为银灰色镁铝合金+碳化硅合金锭复合材料；镁铝合金+碳化硅合金锭强度400Mpa、弹性模量70Gpa；(10)储存对制备的增强的镁铝合金+碳化硅合金锭，用软质材料包装，置于干燥、洁净环境，要防水、防潮、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10％。