[发明专利]一种高耐压可降解镁基复合材料的制备方法

摘要

一种高耐压可降解镁基复合材料的制备方法，涉及一种高耐压可降解镁基复合材料的制备方法，属于镁基复合材料技术及石油开采领域。本发明是为了解决目前镁合金作为制备压裂球的材料时有成本高、抗压强度低、降解时间过长和加工工艺复杂的技术问题。本发明：一、预处理碳化硅；二、熔铸镁合金、掺杂SiC颗粒；三、制备铸锭。为满足投球滑套分段压裂技术的需要，可分解压裂球在地下水等电解质溶液中应具有高的降解速率和高抗压强度的特点，本发明通过添加成本较低的金属元素及无污染的增强相，制备出低成本、高耐压、可快速降解的镁基复合材料，极大地改进了石油开采中压裂球的性能，具有很大的应用前景。

主权项

1.一种高耐压可降解镁基复合材料的制备方法，其特征在于高耐压可降解镁基复合材料的制备方法是按以下步骤进行的：一、预处理碳化硅：将碳化硅粉体置于氢氟酸水溶液中浸泡24h～25h，然后用微孔滤膜进行抽滤，得滤饼Ⅰ；将滤饼Ⅰ置于烧杯中，加入去离子水，搅拌5min～10min；然后用微孔滤膜进行抽滤，得到滤饼Ⅱ；将滤饼Ⅱ在温度为80℃～85℃的条件下干燥12h～13h，然后将干燥温度升温至120℃～130℃，在温度为120℃～130℃的条件下干燥2h～3h，得到碳化硅颗粒；所述的氢氟酸水溶液中氢氟酸的体积分数为10％；所述的碳化硅粉体的粒径为5μm～10μm；所述的碳化硅粉体的质量与氢氟酸水溶液的体积比为1g:(1.4mL～2mL)；所述的氢氟酸水溶液与去离子水的体积比为1:(2～3)；二、熔铸镁合金、掺杂SiC颗粒：将步骤一制备的碳化硅颗粒在温度为560℃的条件下预热3h～4h，得到预热的碳化硅颗粒；将镁合金块置于熔炼坩埚中，在SF6/CO2的混合气氛下加热至695℃～705℃使镁合金块熔化成溶液，然后在SF6/CO2的混合气氛下降温至587℃～597℃，在SF6/CO2的混合气氛和温度为587℃～597℃的条件下对熔体搅拌5min，然后加入预热的碳化硅颗粒，在SF6/CO2的混合气氛和温度为587℃～597℃的条件下搅拌40min，然后在SF6/CO2的混合气氛下升温至695℃～705℃，在SF6/CO2的混合气氛和温度为695℃～705℃的条件下保温10min，得到熔炼液；所述的SF6/CO2的混合气氛中SF6的气体输入速度为20cm3/min，CO2的气体输入速度为1000cm3/min；所述的熔炼液中碳化硅的质量分数为15％～25％；步骤二所述的镁合金块的制备方法如下：在SF6/CO2的混合气氛下用中频感应加热熔炼镁块至695℃～705℃使镁块熔化成溶液，加入锌颗粒，在SF6/CO2的混合气氛和温度为695℃～705℃的条件下搅拌1min后，在SF6/CO2的混合气氛和温度为695℃～705℃的条件下保温30min，然后在SF6/CO2的混合气氛下升温至715℃～725℃，加入钙块体，在SF6/CO2的混合气氛和温度为715℃～725℃的条件下搅拌1min后，在SF6/CO2的混合气氛和温度为715℃～725℃的条件下保温30min，在SF6/CO2的混合气氛下升温至775℃～785℃，加入镍粉，在SF6/CO2的混合气氛和温度为775℃～785℃的条件下搅拌1min，在SF6/CO2的混合气氛和温度为775℃～785℃的条件下保温30min，将合金化熔液对不锈钢模具浇口进行浇铸，然后不锈钢模具静止冷却至25℃，制成镁合金块；所述的SF6/CO2的混合气氛中SF6的气体输入速度为20cm3/min，CO2的气体输入速度为1000cm3/min；所述的镁合金块中Zn的质量分数为4％，Ca的质量分数为1％，Ni的质量分数为2％～4％，其余为镁；三、将模具预热至温度为395℃～405℃，将步骤二中温度为695℃～705℃的熔炼液对模具型腔进行浇注，然后静置冷却至595℃～605℃，将模具置于压力机上，在压力为450MPa的条件下保压5min，打开模具，取出铸锭，自然冷却至室温，用砂纸打磨，得到高耐压可降解镁基复合材料。