[发明专利]一种高含量内生铝二钙/镁二钙增强相镁基复合材料的制备方法

摘要

一种高含量内生铝二钙/镁二钙增强相镁基复合材料的制备方法，它涉及一种镁基复合材料的制备方法。本发明是要解决现有的镁基复合材料中增强相分布不均匀，材料塑性低的技术问题。本发明的镁基复合材料中高含量内生铝二钙/镁二钙相充当复合粒子可以提高镁基复合材料的力学性能，双向螺旋机械搅拌有利于Al元素和Ca元素的扩散，提高镁基复合材料的组织均匀性，促进内生Al2Ca‑Mg2Ca相均匀析出；恒温快速压力成型可以细化晶粒并改善第二相的分布，同时减少铸造缺陷，在双向螺旋机械搅拌与恒温快速压力成型的作用下，可以使高含量内生Al2Ca‑Mg2Ca增强相镁基复合材料强韧性得到提高。

主权项

1.一种高含量内生铝二钙/镁二钙增强相镁基复合材料的制备方法，其特征在于高含量内生铝二钙/镁二钙增强相镁基复合材料的制备方法是按以下步骤进行的：一、制备高Ca含量的Mg‑Ca复合颗粒：在保护气氛下使用电阻加热炉加热镁块至750℃～780℃熔化镁块，镁块完全熔化后加入钙块，得到金属液，在温度为750℃～780℃的条件下采用机械搅拌方法搅拌金属液2min～3min，在温度为750℃～780℃的条件下静置保温5min～6min，然后将金属液浇铸至温度为200℃～220℃的铸铁模具中，自然降至室温，从铸铁模具中取出，得到铸态金属，采用机械加工将铸态金属切割为粒径小于等于10mm的Mg‑Ca复合颗粒；所述的镁块和钙块的质量比为1:(0.4～0.5)；所述的保护气氛为CO₂与SF₆的混合气体，其中SF₆的体积分数为5％～6％；二、将步骤一得到的Mg‑Ca复合颗粒加热至300℃～400℃，然后加入到半固态的Mg‑Al合金熔体中，进行双向螺旋机械搅拌作用下的恒温机械搅拌，将升温至750℃～760℃，在温度为750℃～760℃的条件下保温5min～10min，得到液态的镁基复合材料，随后进行恒温快速压力成型，再进行均匀化热处理，经挤压后得到高含量内生Al₂Ca‑Mg₂Ca增强相镁基复合材料；所述的半固态的Mg‑Al合金熔体中Al的质量分数为20％～40％；所述的步骤一得到的Mg‑Ca复合颗粒的质量为步骤二的半固态的Mg‑Al合金熔体的质量的60％～100％；所述的双向螺旋机械搅拌作用下的恒温机械搅拌的步骤如下：在半固态温度为550℃～600℃和机械搅拌速率为450rpm～1600rpm的条件下进行顺时针方向的机械搅拌10min～30min，然后在半固态温度为550℃～600℃和机械搅拌速率为450rpm～1600rpm的条件下进行逆时针方向的机械搅拌10min～30min，且两个方向的机械搅拌速率相同；所述的恒温快速压力成型的方法如下：在温度为300℃～460℃和压强为300MPa～500MPa的条件下进行恒温压力成型3min～10min；所述的均匀化热处理方法如下：在温度为400℃～420℃的条件下保温24h～25h；所述的挤压的参数如下：挤压温度为350℃～450℃，挤压比为16:1，挤压速率为1mm/s。