專利名稱：一種原位Mg<sub>2</sub>Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料的組織細化方法
技術領域：
本發明屬于復合材料制備技術領域，特別涉及復合材料的組織細化方法。
背景技術：
顆粒增強鎂基復合材料具有比強度高、比模量高、阻尼減震性能優良等諸多優點而成為航空、航天及汽車制造等領域的理想材料之一。Mg2Si具有密度(1.99g/cm_3)低、熔點(io85°c)高、熱膨脹系數(7.5xio- Vr1)低等優點，成為鎂基復合材料的理想增強體。原位Mg2Si顆粒增強鎂基復合材料具有界面結合良好、無污染等優點，但制備的復合材料中的Mg2Si顆粒在基體中以粗大的中國漢字狀形式存在，限制了復合材料機械性能的提高，改善復合材料中的第二相形貌成為制備性能優越的原位Mg2Si顆粒增強鎂基復合材料的難·點。超聲處理作為一種改善合金相形貌、細化晶粒和除氣除渣等作用的高效方法，具有超聲效應瞬時化、工藝流程短、設備簡單、操作方便等優點，為原位Mg2Si顆粒增強鎂基復合材料的組織細化工藝指引了一個新的方向。
發明內容
本發明的目的在于提供了一種原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料的組織細化方法。本發明是通過以下技術方案實現的。首先將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質量比配料并放入錐形鐵坩堝中加熱至740 760°C，加入Si占熔體質量百分比為I. (Fd^Al-Si中間合金并保溫40 60min ;然后降溫至660 710°C時，采用輸出功率控制在3KW以內的連續超聲波對熔體超聲處理，超聲處理時間控制在360s以內，最后在坩堝中直接水冷，獲得原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進行保護。所述Al-Si中間合金中的Si的質量百分比為23. 5% 24. 5%，余量為Al ;Mg-Al-Mn-Zn合金中Al的質量百分比為5. 6% 6. 4%, Mn的質量百分比為0. 2% 0. 4%, Zn的質量百分比為0. 15% 0. 2%，余量為Mg。本發明的技術效果是得到的原位自生Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn復合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)細小、均勻，其中Mg2Si主要呈纖維狀、顆粒狀;Mg17Al12±要呈顆粒狀，能夠更好的符合原位顆粒增強鎂基復合材料的應用領域。
圖I為本發明實施實例I條件下原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料的顯微組織。圖2為本發明實施實例2條件下原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料的顯微組織。
具體實施例方式本發明將通過以下實施例作進一步說明。本實施例中所述的原位自生Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料，是通過原位合成結合超聲處理制備的，其中Si占熔體質量百分比為1.0%。實施例I。將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質量比配料并放入錐形鐵坩堝(上口內徑①50，底部內徑0 30)中加熱至740°C，加入Si占熔體質量百分比為I. (Fd^Al-Si中間合金并保溫40min ;然后降溫至680°C時，采用功率600W的連續超聲對熔體處理60s，最后在坩堝中直接水冷，獲得原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進行保護。
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實施例2。將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質量比配料并放入錐形鐵坩堝(上口內徑①50，底部內徑0 30)中加熱至740°C，加入Si占熔體質量百分比為1.0%的Al-Si中間合金并保溫40min ;然后降溫至680°C時，采用功率300W的連續超聲對熔體處理60s，最后在坩堝中直接水冷，獲得原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進行保護。從圖1、2中可以看出，采用本發明得到的原位自生Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn復合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)細小、均勻，其中Mg2Si主要呈纖維狀、顆粒狀;Mg17Al12主要呈顆粒狀，能夠更好的符合原位顆粒增強鎂基復合材料的應用領域。
權利要求
1. 一種原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料的組織細化方法,其特征是首先將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按I : I的質量比配料并放入錐形鐵坩堝中加熱至740 760V，加入Si占熔體質量百分比為I. 0%的Al-Si中間合金并保溫40 60min ;然后降溫至660 710°C時，采用輸出功率控制在3KW以內的連續超聲波對熔體超聲處理360s以內，最后在坩堝中直接水冷，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進行保護； 所述Al-Si中間合金中的Si的質量百分比為23. 5% 24. 5%，余量為Al ;Mg-Al-Mn_Zn合金中Al的質量百分比為5. 6% 6. 4%，Mn的質量百分比為0. 2% 0. 4%，Zn的質量百分比為0. 15% 0. 2%，余量為Mg。
全文摘要
一種原位Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn-Zn復合材料的組織細化方法，其特征是首先將Mg-Al-Mn-Zn合金和純Mg按1:1的質量比配料并放入錐形鐵坩堝中加熱至740～760℃，加入Si占熔體質量百分比為1.0%的Al-Si中間合金并保溫40～60min；然后降溫至660～710℃時，采用輸出功率控制在3KW以內的連續超聲波對熔體超聲處理360s以內，超聲處理后在坩堝中直接水冷獲得復合材料，熔煉過程中均采用覆蓋劑以及Ar氣體對熔體進行保護。本發明得到的原位自生Mg2Si顆粒增強Mg-Al-Mn復合材料中的第二相(Mg2Si、Mg17Al12)細小、均勻，其中Mg2Si主要呈纖維狀、顆粒狀；Mg17Al12主要呈顆粒狀，能夠更好的符合原位顆粒增強鎂基復合材料的應用領域。
文檔編號C22C1/03GK102787265SQ201210262559
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者胡志, 賀儒, 閆洪, 饒遠生, 黃碧浩 申請人:南昌大學