專利名稱：：鎂基層狀復(fù)合材料及其復(fù)合鑄造制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鎂基新材料及其制皿術(shù)，具體地說(shuō)是一種新型多功能鎂基層狀復(fù)合材料及其復(fù)合鑄造帝l」備方法。本發(fā)明提供一種制備鎂基新材料的新途徑，并用鑄造方法制備，擴(kuò)大鎂基材料的種類。
背景技術(shù)：
：鎂合金作為最輕的工業(yè)金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高比強(qiáng)度、比剛度，優(yōu)良的阻尼性能等許多特性，其產(chǎn)品在航空、航天、汽車及3C產(chǎn)品(計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)類電子)制，等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。近年來(lái)，由于日益緊迫的汽車減重需求，鎂合金的低密度使得它在交通運(yùn)輸領(lǐng)域再次產(chǎn)生了極強(qiáng)的吸引力，ff^金的需求出現(xiàn)了一個(gè)快速增長(zhǎng)期。然而，相對(duì)較弱的強(qiáng)度和塑性，以及高溫下的抗蠕變能力差嚴(yán)動(dòng)蹄ij了鎂合金的應(yīng)用。另外，鎂是化學(xué)性能最活躍的金屬結(jié)構(gòu)材料，在潮濕空氣環(huán)境或氯離子環(huán)境中，鎂的腐蝕破壞非常嚴(yán)重。因此，繊鎂合金的應(yīng)用需要研究發(fā)展具有優(yōu)異綜合性能的鎂基材料M其腐蝕問(wèn)題的解決。金屬層狀復(fù)合材料是利用復(fù)合技術(shù)使兩種或兩種以上物理、化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬結(jié)合在一起的一種新型材料，它彌補(bǔ)了各組元的不足，綜合了各種材料的優(yōu)點(diǎn)，通31^寸各組元合金的優(yōu)化配合，可以實(shí)現(xiàn)整體性能的多樣性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、船舶、冶金、礦山、環(huán)保設(shè)備和化工設(shè)備等方面。例如銅/鋼層狀復(fù)合材料具有銅的高導(dǎo)電性，良好的焊接性和鋼的高強(qiáng)度、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)；不銹鋼/鋁層狀復(fù)合材料既具有不銹鋼的優(yōu)良耐蝕性、高強(qiáng)度、高塑tt&表面光亮的特點(diǎn)，又具有鋁合金質(zhì)量輕、成形性好及優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。f力鋁層狀復(fù)合材料(如TA1/LY12)綜合了鈦質(zhì)量輕、高強(qiáng)、耐磨損、耐腐蝕和鋁材輕質(zhì)、導(dǎo)電性好、耐腐蝕、美觀及廉價(jià)等特點(diǎn)。鋼/鋅層狀復(fù)合材料綜合了鋅合金具有的良好的摩擦磨損性能和鋼的高強(qiáng)度，在減磨、耐磨、減振及模具、軸套等方面受到重視。然而關(guān)于鎂基層狀復(fù)合材料的研究還鮮有報(bào)道，僅有的是日本Hiroaki等人綜合考慮利用鋁和鎂合金的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)冷軋加工，在鎂-鋰(Mg-5.5lP/。Li)合金板材的兩側(cè)復(fù)合純鋁層制成了層狀復(fù)合板材，除此之外，尚沒(méi)有公開(kāi)檢索到其它鎂基層狀復(fù)合材料的研究報(bào)道。與此同時(shí)，層狀復(fù)合材料制備的關(guān)鍵在于復(fù)合技術(shù)的發(fā)展。常見(jiàn)的復(fù)合制備方法有鑄造復(fù)合法、軋制復(fù)合法、擠壓復(fù)合法、爆炸復(fù)合法和爆炸+軋制復(fù)合法等。復(fù)合鑄造是指將兩種或兩禾中以上具有不同性能的金屬材料鑄造成為一個(gè)完整的鑄件或鑄坯，使鑄件或材料的不同部位具有不同盼性能，以滿足各種使用性能的要求。常規(guī)復(fù)合鑄造工藝有鑲鑄工藝、重力復(fù)合鑄造、離心復(fù)合鑄造，近年來(lái)出現(xiàn)了水平磁場(chǎng)制動(dòng)復(fù)合連鑄銀MF)、包覆層連續(xù)鑄造銜CPC)、電渣包覆鑄造fe(ESSLM)、反向凝固連鑄復(fù)合法、復(fù)合線材鑄拉法、雙涼遂鑄梯度復(fù)合法、雙結(jié)晶器連鑄復(fù)合法、充芯連鑄法(CFC)等復(fù)合鑄造新技術(shù)和新工藝。然而，目前現(xiàn)有的鑄造方法尚沒(méi)有應(yīng)用到鎂基層狀復(fù)合材料的制備中。鎂合金作為"二十一世紀(jì)的綠色工程材料"受到越來(lái)越多的軍工與民口的關(guān)注，各國(guó)紛紛投入巨資發(fā)展新型鎂基材料，努力微鎂合金的大規(guī)模應(yīng)用。而層狀復(fù)合材料不僅綜合了組成材料的各自的優(yōu)點(diǎn)，而且具有單一材料不易具備的功能。因此，鎂基層狀復(fù)合材料開(kāi)拓了一條設(shè)計(jì)并制備鎂基新材料的親膽徑，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種多功能的鎂基層狀復(fù)合材料及其復(fù)合鑄造制備方法，解決^^金在潮濕空氣環(huán)境或氯離子環(huán)境中腐蝕破壞嚴(yán)重、綜合力學(xué)性能差等問(wèn)題。具體為一種鎂基層狀復(fù)合材料，并且通過(guò)合理選擇組元搭配，恰當(dāng)?shù)闹苽涔に噮?shù)，提供一種成^低而工藝簡(jiǎn)捷有效的制備方法。本發(fā)明基于鎂合金發(fā)展現(xiàn)狀，及層狀復(fù)合材料現(xiàn)有的制備方法，成功制備出多種鎂基層狀復(fù)合材料。本發(fā)明提供一種制備鎂基新材料的新途徑，適用于鎂合金與其它各種金屬材料的復(fù)合，如鋁、鈦、銅、鋅、鎳或鋼等，擴(kuò)大鎂基材料的種類，推進(jìn)鎂合金的應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明鎂基層狀復(fù)合材料，在鎂或鎂合金的一側(cè)或者兩側(cè)復(fù)合不同成分和性能的金屬材料，各層之間以冶金方式結(jié)合。本發(fā)明的技術(shù)思路是通過(guò)設(shè)計(jì)組元材料的配合，在鎂或鎂合金的一側(cè)或者兩側(cè)復(fù)合不同成分和性能的合金材料，獲得的鎂基層狀復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，滿足不同場(chǎng)合X寸材料提出的要求。如用表層鋁與心部鎂合金復(fù)合，形成f勞鋁層狀復(fù)合材料，禾,鋁的抗蝕特點(diǎn)和鎂更加輕質(zhì)靴勢(shì)，提高復(fù)合材料的綜合性能。再如，禾,高塑性和超塑性材料同難加工鎂合金的復(fù)合也可以提高復(fù)合材料的可加工性，或制備超塑性復(fù)合材料。本發(fā)明的鎂基新材料設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)鎂合金和異種材料優(yōu)缺點(diǎn)的統(tǒng)一，制備優(yōu)異綜合鵬卽勺鎂基層狀復(fù)合材料。本發(fā)明的復(fù)合鑄造制備鎂基層狀復(fù)合材料的質(zhì)量除取決于鑄造合金本身的性能外，更主要地取決于兩種合金材料界面結(jié)合的質(zhì)量。在雙金屬?gòu)?fù)，造過(guò)程中，兩種金屬材料的主要元素在一定，場(chǎng)內(nèi)可以相互擴(kuò)散，相互熔融形成一層成分與組織介于兩種金屬之間的過(guò)渡合金層?？氐坫」に囈蛩匾垣@得理想的過(guò)渡層成分、組織、性能和厚度，是制造優(yōu)質(zhì)復(fù)合鑄造鑄件的技術(shù)關(guān)鍵。本發(fā)明首次采用鑄造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鎂合金與其它同種或異種合金的復(fù)合連接，構(gòu)成了優(yōu)良綜合性能的新型鎂基材料體系。本發(fā)明禾擁^/固復(fù)合鑄造技術(shù)制備相應(yīng)鎂基層狀復(fù)合材料，其關(guān)鍵工藝歩驟如下1)對(duì)固相材料結(jié)合表面施以預(yù)處理，使用物理、化學(xué)方法，如機(jī)械法(如用砂輪、鐵刷、砂紙或噴砂處理等)或液,洗法(如酸、堿或酒精等)等去除不利于復(fù)合的金屬表面油污、氧化皮和夾雜等附著物。2)固相材料的表面活化處理，在隨后的鑄造階段可以保證結(jié)合界面的茅賴羊。表面活化的方法可以為表面鍍層或涂層技術(shù)，鍍層或涂層采用與液相材料和固相材料均有較好合金化性能的金屬材料，如適用于鎂或鎂合金和鋁復(fù)合的表面鍍鋅層，適用于鎂或鎂合金和鋼復(fù)合的表面鍍鋅層，適用于鎂或f美合金和鎳復(fù)合的表面鍍銅層，適用于鎂或鎂合金和鈦復(fù)合的表面噴涂鋁層，適用于鎂或鎂合金和銅復(fù)合的表面噴涂鋅層，等等。表面活化處理的選用原則遵循以下兩點(diǎn)其一，增加固相與液相金屬之間的潤(rùn)濕性；其二，調(diào)節(jié)復(fù)合界面層的成分，減少或抑制金屬間化合物的生成，增強(qiáng)冶金結(jié)合強(qiáng)度。3)固相材料在預(yù)熱的過(guò)程中要施加表面保護(hù)，表面保護(hù)處理可以為采用保護(hù)氣體進(jìn)行預(yù)熱處理，,氬氣或氮?dú)?；或者，表面f度層或涂層處理，鍍層或涂層為熔點(diǎn)介于固相材料預(yù)熱》顯度和液相材料澆注溫度之間的金屬材半斗，如適用于鎂或鎂合金和鋁復(fù)合的表面鍍鋅層，適用于鎂或鎂合金和銅復(fù)合的表面噴涂鋅或鋁層，等等。表面鍍層處理可以采用置換、電鍍、真空鍍、化學(xué)鍍或熱浸鍍等方法。表面涂層處理可以采用熱噴涂或冷噴涂等方法。4)通過(guò)計(jì)算固相材料和液相材料的體積比、接觸面積，考慮兩種材料的熔點(diǎn)，確定固相材料的預(yù)熱驗(yàn)和液相材料的澆注離，這兩個(gè)工藝參數(shù)的選擇原則是:固相材料的預(yù)熱溫度應(yīng)該和液相材料的澆注溫度搭配，按照兩者體積比和熔點(diǎn)的匹配恰當(dāng)選擇，固相材料在鑄造過(guò)程中吸收高溫液相的熱量，兩種材料在界面處發(fā)生相互擴(kuò)散、相互烙融形成一層成分與組織介于兩種金屬之間的過(guò)渡合金層。如果齟對(duì)荅配不當(dāng)，貝何能造成固相材料的大量燒損或者界面處的擴(kuò)散和熔融被抑制，影響復(fù)合鑄件表面的結(jié)合。^/固復(fù)合鑄造工藝參數(shù)主要包括，固相材料的頁(yè)熱溫度和液相材料的澆注溫度，固相材料的預(yù)熱驗(yàn)為5crc至該固相材料熔點(diǎn)溫度以下io(rc，或者固相材料不預(yù)熱。液相材料的澆注溫度為該液相材料液相線溫度以上5030(TC。鎂或鎂合金可以作為液相材料參與復(fù)合鑄造，也可以作為固相材料參與復(fù)合鑄造。一般情況下，復(fù)合材料中兩種金屬熔點(diǎn)差別較大時(shí)，采用熔點(diǎn)較低的作為翻材料。與鎂或,齢金復(fù)合的各種金屬材料為單層、雙層或間隔多層，各層之間層厚比為1:1100:1，優(yōu)選范圍1:110:1;體積比為1:1100:1，怖選范圍為1:110:1。鎂基層狀復(fù)合材料采用的鑄造方法可以為重力鑄造、低壓鑄造、高壓鑄造或擠壓鑄造。5)復(fù)合鑄造完畢根據(jù)具體瞎，寸復(fù)合鑄件進(jìn)行熱處理。通艦一步的熱處理可以促進(jìn)界面處原子間擴(kuò)散或者進(jìn)一步的冶金反應(yīng)或者調(diào)節(jié)界面組織，從而提高層與層間結(jié)合強(qiáng)度。熱處理溫度優(yōu)選范圍10050(TC，保溫時(shí)間優(yōu)選范圍0.510h;直接進(jìn)行熱處理，或者采用保護(hù)性氣氛進(jìn)行熱處理，保護(hù)性氣氛,氬氣或氮?dú)狻?)具有良好塑性的復(fù)合鑄件經(jīng)過(guò)軋制、擠壓、鍛造等工藝可以制備鎂基層狀復(fù)合材料的各種型材、板材等。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明提供了一種設(shè)計(jì)并制備鎂基新材料的新途徑，擴(kuò)大了鎂基材料的種類，概了鎂合金的應(yīng)用。2.本發(fā)明的新型鎂基材料，充分發(fā)揮了鎂及其合金的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)與其它材料的搭配彌補(bǔ)了鎂合金的不足，實(shí)現(xiàn)了鎂合金和異種材料優(yōu)缺點(diǎn)的統(tǒng)一，可制備出各種鎂基層狀復(fù)合材料，使其表現(xiàn)不同盼鵬g，滿足各種工業(yè)場(chǎng)合f頓，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。3.本發(fā)明適用于散金與其它各種金屬材料的復(fù)合，如鋁、鈦、銅、鋅、鎳或鋼等，可以根據(jù)實(shí)際需要和材料盼性質(zhì)進(jìn)行靈活的選擇和搭配。4.本發(fā)明的鎂基層狀復(fù)合材料適用各種鑄造工藝，工藝簡(jiǎn)單易操作，成本低廉。5.本發(fā)明的漱固復(fù)合鑄造制紐術(shù)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。6.本發(fā)明首次采用復(fù)，造技術(shù)制備鎂基層狀復(fù)合材料。圖l(a)-(b)是Mg/Al層狀復(fù)合材料的宏觀形貌及力學(xué)性能測(cè)試試樣。其中圖l(a)為宏觀形貌；圖l(b)為力學(xué)性能測(cè)試試樹(shù)右偵lj為左偵啲放大照片)。圖2是Mg/Al層狀復(fù)合材料的微觀組織形貌。圖3(a)-(c)是Mg/Cu層狀復(fù)合材料的宏觀形t級(jí)力學(xué)鵬測(cè)試試樣。其中，圖3(a)為宏觀形貌(右側(cè)為左偵啲放大照片)；圖3(b)為拉伸力學(xué)性能測(cè)試試樣；圖3(c)為剪切力學(xué)性能測(cè)試試樣。圖4是Mg/Cu層狀復(fù)合材料的微觀組織形貌。具體實(shí)施例方式本發(fā)明基于鎂合金發(fā)展現(xiàn)狀，及層狀復(fù)合材料現(xiàn)有的制備方法，成功制備出多種鎂基層狀復(fù)合材料。本發(fā)明提供一種制備鎂基新材料的新途徑，擴(kuò)大鎂基材料的種類，概鎂合金的應(yīng)用。本發(fā)明的鎂基層狀復(fù)合材料是通過(guò)設(shè)計(jì)組元材料的配合，在鎂或鎂合金的一側(cè)或者兩側(cè)復(fù)合不同成分和性能的合金材料，獲得的鎂基層狀復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，滿足不同場(chǎng)合X寸材料提出的要求。按照本發(fā)明，根據(jù)實(shí)際需要和材料盼性質(zhì)進(jìn)行靈活的選擇和搭配可以設(shè)計(jì),I^金與其它各種金屬材料的層狀復(fù)合材料，如鋁、鈦、銅、鋅、鎳或鋼等。如用表層鋁與心部鎂合金復(fù)合，形成镲鋁層狀復(fù)合材料，禾U用鋁的抗蝕特點(diǎn)和鎂更加輕質(zhì)等優(yōu)勢(shì)，提高復(fù)合材料的綜合性能。再如，禾傭高塑性和超塑性材料與難加工鎂合金的復(fù)合也可以提高復(fù)合材料的可加工性，或制備超塑性復(fù)合材料。本發(fā)明的鎂基新材料設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)鎂合金和異種材料優(yōu)缺點(diǎn)的統(tǒng)一，制備優(yōu)異綜合性能的鎂基層狀復(fù)合材料。本發(fā)明通過(guò)采用鑄造技術(shù)制備鎂合金與其它同種或異種合金的層狀復(fù)合材料。本發(fā)明利用^/固復(fù)合鑄造技術(shù)制備相應(yīng)鎂基層狀復(fù)合材料，其關(guān)鍵工藝步驟如下1)對(duì)固相材料結(jié)合表面施以預(yù)處理，使用砂紙打磨和酸洗、堿洗去除不利于復(fù)合的金屬表面油污、氧化皮和夾雜等附著物。2)采用表面鍍層或涂層對(duì)固相材料進(jìn)行表面活化處理。3)采用表面鍍層或涂層對(duì)固相材料進(jìn)行表面保護(hù)處理。某些情況下，采用一種表面鍍層或涂層處理可以同時(shí)達(dá)到步驟2和步驟3所述的表面活化和表面保護(hù)的目的。4)通過(guò)計(jì)算固相材料和液相材料的體積比、接觸面積，考慮兩種材料的熔點(diǎn)，確定固相材料的預(yù)熱溫度、液相材料的澆注溫度。如果溫度搭配不當(dāng)，貝何'會(huì)隨成固相材料的大量燒損或者界面處的擴(kuò)散和熔融被抑制，影響復(fù)合鑄件表面的結(jié)合。漱固復(fù)合鑄造工藝參類姓要包括，固相材料的預(yù)熱溫度和液相材料的澆注溫度，固相材料的預(yù)熱溫度為5(TC至該固相材料熔點(diǎn)溫度以下10(rC，或者固相材料不預(yù)熱。液相材料的澆注溫度為該液相材料液相線溫度以上5030(TC。鎂或鎂合金可以作為液相材料參與復(fù)合鑄造，也可以作為固相材料參與復(fù)合鑄造。一般瞎況下，復(fù)合材料中兩種金屬熔點(diǎn)差別較大時(shí)，采用熔點(diǎn)較低的作為液相材料。與鎂或鎂合金復(fù)合的各種金屬材料為單層、雙層或間隔多層，各層之間層厚比為l:l100:l，ite范圍1:110:1;體積比為1:1100:1，優(yōu)選范圍為1:110:1。5)復(fù)合鑄造完畢根據(jù)具體情7i^寸復(fù)合鑄件進(jìn)行熱處理。通aS—步的熱處理可以促進(jìn)界面處原子間擴(kuò)散或者進(jìn)一步的冶金反應(yīng)或者調(diào)節(jié)界面組織，從而提高層與層間結(jié)合強(qiáng)度。熱處理溫度j，范圍10050(TC，保溫時(shí)間優(yōu)選范圍0.510h;直接進(jìn)行熱處理，或者采用保護(hù)性氣氛進(jìn)行熱處理，保護(hù)性氣氛f(shuō)te氬氣或氮?dú)狻?)具有良好塑性的復(fù)合鑄件經(jīng)過(guò)軋制、擠壓、鍛造等工藝可以制備鎂基層狀復(fù)合材料的各種型材、板材等。下面結(jié)合實(shí)施例詳述本發(fā)明實(shí)施例1本實(shí)施例l，設(shè)計(jì)材料AZ31鎂合金/純鋁層狀復(fù)合材料，AZ31鎂合金層厚度為18mm，純鋁層厚度為12mm，界面接觸面積為100X60mm2。新材料設(shè)計(jì)原則同樣作為輕質(zhì)的工禾呈禾才茅斗，相X寸鋁合金來(lái)說(shuō)，,f^金的強(qiáng)度和塑性較差。另外，絕大多數(shù)商用鎂合金的耐蝕性都較差，而鋁合金則天然形成了致密的氧化膜，耐蝕性能優(yōu)良，同時(shí)具有自修復(fù)功能。因此，鎂/鋁層狀復(fù)合材料可以極大的解決ff^金的腐蝕問(wèn)題。通過(guò)制備鎂/鋁層狀復(fù)合材料可以綜，合金和鋁合金各自的優(yōu)勢(shì)，滿足更多場(chǎng)合的使用，擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用。制皿術(shù)漱固復(fù)合金屬型重力鑄造，具體操作步驟如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>11)、^/固復(fù)合鑄造的具體步驟:1)先將純鋁欲結(jié)合表面進(jìn)行預(yù)處理，去除表面油污后在砂紙上磨平。2)經(jīng)堿洗、酸洗清除表面氧化物和雜質(zhì)，然后電鍍鋅保護(hù)層處理，鋅保護(hù)層的厚度約為2030pm。3)鋁材預(yù)處理完畢，將其裝入模具，同模具一起預(yù)熱，預(yù)熱纟鵬為200250。C。4)熔煉齢金。5)待鎂合金冶煉完畢，抬出鎂合金坩鍋冷卻，此時(shí)應(yīng)ffiil取出預(yù)熱的模具，在鎂合金液達(dá)到730740。C澆注成型。III)、復(fù)合鑄件的組織形貌如附圖1(a)-(b)所示為采用^/固復(fù)合鑄造制備的徵鋁雙層復(fù)合材料的宏觀形貌。附圖2為采用澈固復(fù)合鑄造制備的徵鋁層狀復(fù)合材料的^H組織形貌。從結(jié)合界面處的微觀組織形貌可以看出，界面處發(fā)生了明顯的冶金反應(yīng)，中間過(guò)渡層連接兩側(cè)材料，中間過(guò)渡層厚度約為150,，界面結(jié)合緊密，無(wú)明顯的裂紋和孔洞。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處在于本實(shí)施例2，設(shè)計(jì)材料AZ91鎂合勃純Cu層狀復(fù)合材料，AZ91鎂合金層厚度為100mm，純銅層厚度為3mm，界面接觸面積為80X60mm2。新材料設(shè)計(jì)原則綜合鎂合金輕質(zhì)和銅的優(yōu)良導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。制紐術(shù)衝固復(fù)合金屬型重力鑄造，具##作步驟如下I)、合金成分A會(huì)O亞元素含量(名義重量百分比％)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>II)、漱固復(fù)合鑄造的具體步驟:1)先將純銅進(jìn)行預(yù)處理，去除表面油污后在砂紙上磨平，然后經(jīng)堿洗、酸洗清除表面氧化物和雜質(zhì)。2)隨后進(jìn)行表面活化處理，采用電鍍鋅保護(hù)層處理，鋅保護(hù)層的厚度約為20um。3)銅材處理完畢，將其裝入模具，同模具一起預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200250攝氏度。4)熔煉散金。5)待鎂合金冶煉完畢，抬出鎂合金柑鍋冷卻，并取出預(yù)熱的模具，在鎂合金液達(dá)到760攝氏度澆注成型。IID、復(fù)合鑄件的組織形貌如附圖3(a)-(c)所示為采用漱固復(fù)合鑄造制備的徵銅雙層、三層復(fù)合材料的宏觀形貌。附圖4為采用^/固復(fù)合鑄造制備的鎂/銅層狀復(fù)合材料的微見(jiàn)組織形貌。從結(jié)合界面處的微觀組織形貌可以看出，界面處發(fā)生了明顯的冶金反應(yīng)，中間過(guò)渡層連接兩側(cè)材料，中間過(guò)渡層厚度約為60100,，界面結(jié)合緊密，無(wú)明顯的裂紋和孔洞?；谙嗤?，與鎂或^金復(fù)合的各種金屬材料可以為單層、雙層或間隔多層。只要根據(jù)具體情況，恰當(dāng)搭配固相材料的預(yù)熱溫度和液相材料的澆注溫度，使兩種材料在界面處發(fā)生相互擴(kuò)散、相互熔融形成一層成分與組織介于兩種金屬之間的過(guò)渡合金層即可。試驗(yàn)表明，與鎂或齢金復(fù)合的各種金屬材料為鋁、鈦、銅、鋅、鎳或鋼，各層之間層厚比在1:1100:1范圍內(nèi)，體積比在1:1100:1范圍內(nèi)，均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。同時(shí)，除了本實(shí)例1和實(shí)例2戶脫的重力鑄造方法外，其它各種鑄造方法，如低壓鑄造、高壓鑄造、擠壓鑄造等，通過(guò)采用特定的澆注方式或澆注系統(tǒng)都可以用來(lái)制備本發(fā)明所述的鎂基層狀復(fù)合材料。權(quán)利要求1.一種鎂基層狀復(fù)合材料，其特征在于，在鎂或鎂合金的一側(cè)或者兩側(cè)復(fù)合不同成分和性能的金屬材料，各層之間以冶金方式結(jié)合。2.按照權(quán)利要求1所述的鎂基層狀復(fù)合材料，其f寺征在于，與鎂或鎂合金復(fù)合的各種金屬材料為鋁、鈦、銅、鋅、鎳或鋼。3.按照權(quán)利要求1所述的鎂基層狀復(fù)合材料，其特征在于，與鎂或鎂合金復(fù)合的各種金屬材料為單層、雙層或間隔多層；各層之間層厚比為1:1100:1，體積比為1:1100:1。4.按照權(quán)利要求1所述的鎂基層狀復(fù)合材料的復(fù)合鑄造制備方法，其特征在于，采用相鄰兩層衝固復(fù)合鑄造技術(shù)制備鎂基層狀復(fù)合材料，鎂或齢金作為液相材料參與復(fù)賴造；或者，鎂或鎂合金作為固相材料參與復(fù)滿造。5.按照權(quán)禾腰求4所述的鎂基層狀復(fù)合材料的復(fù)合鑄造制備方法，其特征在于，鎂基層狀復(fù)合材料采用的鑄造方法為重力鑄造、低壓鑄造、高壓鑄造或擠壓鑄造。6.按照權(quán)利要求4戶誠(chéng)的鎂基層狀復(fù)合材料的復(fù)合鑄造制備方法，其特征在于，激固復(fù)錄造工藝參數(shù)主要包括，固相材料的預(yù)熱鵬和液相材料的澆注溫度，固相材料的預(yù)熱溫度為5(TC至該固相材料熔點(diǎn)溫度以下10(rC，或者固相材料不預(yù)熱；液相材料的澆注溫度為該液相材料液相線溫度以上50300°C。7.按照權(quán)禾腰求4所述的鎂基層狀復(fù)合材料的復(fù)合鑄造制備方法，其特征在于，固相材料預(yù)熱過(guò)程中的欲結(jié)合表面的保護(hù)處理。表面保護(hù)處理為采用保護(hù)氣體進(jìn)行預(yù)熱處理，保護(hù)氣體雌氬氣或氮?dú)?；或者表面鍍層或涂層處理，鍍層或涂層為熔點(diǎn)介于固相材料預(yù)熱溫度和液相材料澆注溫度之間的金屬材料。8.按照權(quán)利要求4所述的鎂基層狀復(fù)合材料的復(fù)合鑄造制備方法，其特征在于，復(fù)合鑄造之前，對(duì)固相材料結(jié)合表面施以預(yù)處理，去除不利于復(fù)合的金屬表面附著物；預(yù)處理后，固相材料的表面活化處理，表面活化處理為表面鍍層或涂層，鍍層或涂層采用與液相材料和固相材料均有較好合金化性能的金屬材料。9.按照權(quán)利要求4戶/M的鎂基層狀復(fù)合材料的復(fù)合鑄造制備方法，其特征在于，復(fù)合鑄造完畢，根據(jù)具體斷，寸復(fù)合鑄件進(jìn)行擴(kuò)散熱處理，熱處理^M趟范圍10050(TC，保溫時(shí)間范圍0.510h;直接進(jìn)行熱處理，或者采用保護(hù)性氣氛進(jìn)行熱處理，保護(hù)性氣氛雌氬氣或氮?dú)狻?0.按照權(quán)利要求4所述的鎂基層狀復(fù)合材料的復(fù)合鑄造制備方法，其特征在于，復(fù)合鑄造所得的鑄件經(jīng)過(guò)軋制、擠壓或者l^t制備鎂基層狀復(fù)合材料的各種型材、板材。全文摘要本發(fā)明涉及鎂基材料及其制備技術(shù)，具體地說(shuō)是一種新型多功能鎂基層狀復(fù)合材料及其復(fù)合鑄造制備方法，解決鎂合金在潮濕空氣環(huán)境或氯離子環(huán)境中腐蝕破壞嚴(yán)重、綜合力學(xué)性能差等問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)思路是通過(guò)設(shè)計(jì)組元材料的配合，在鎂或鎂合金的一側(cè)或者兩側(cè)復(fù)合不同成分和性能的合金材料，各層之間以冶金方式結(jié)合，獲得的鎂基層狀復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，滿足不同場(chǎng)合對(duì)材料提出的要求。本發(fā)明的復(fù)合鑄造制備技術(shù)可以采用各種鑄造方法制備出界面致密冶金結(jié)合的鎂基層狀復(fù)合材料。本發(fā)明提供一種制備鎂基新材料的新途徑，適用于鎂或鎂合金與其它各種金屬材料的復(fù)合，如鋁、鈦、銅、鋅、鎳或鋼等，擴(kuò)大鎂基材料的種類，推進(jìn)鎂合金的應(yīng)用。文檔編號(hào)C23C30/00GK101104325SQ200710012340公開(kāi)日2008年1月16日申請(qǐng)日期2007年8月1日優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日發(fā)明者陳榮石,韓恩厚,磊高申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所