專利名稱：超聲波制備SiCp/AZ31鎂基納米復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬金屬材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種用超聲波制備鎂基納米復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
鎂基復(fù)合材料具有高的比強度、比剛度、阻尼性能、耐磨性及耐高溫性能，因而 在對輕質(zhì)高強材料需求迫切的航空航天、汽車等高技術(shù)領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用前景。 與連續(xù)纖維增強相相比，非連續(xù)增強金屬基復(fù)合材料，特別是顆粒增強金屬基復(fù)合材 料具有成本低，制備工藝簡單等特點，已經(jīng)備受人們的關(guān)注。 一般來說，微米級的增 強顆粒主要用來提高鎂合金的強度和硬度等，然須加入高含量的增強顆粒，鎂基復(fù)合 材料的塑軔性降低.研究人員發(fā)現(xiàn)很少體積分?jǐn)?shù)的納米級增強相就可使金屬基復(fù)合材 料獲得很好的增強效果，同時也能保持較好的延展性。
傳統(tǒng)的金屬基復(fù)合材料的制備方法主要有粉末冶金法和攪拌鑄造法。粉末冶金法 存在工藝復(fù)雜、成本較高、難以制造大尺寸形狀復(fù)雜件的問題，而攪拌鑄造法存在增 強相難以分布均勾的問題。鑒于超聲技術(shù)在金屬液處理方面的成功應(yīng)用，人們嘗試了 采用高能超聲制備金屬基復(fù)合材料，高能超聲振動時產(chǎn)生的聲空化和聲流效應(yīng)能夠在 極短的時間內(nèi)顯著改善增強顆粒與熔體間的潤濕性，并迫使增強顆粒在熔體中均勻分 散，且對溶體合金無污染，是一種較為理想的制備金屬基復(fù)合材料的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用超聲波制備SiCp/AZ31鎂基納米復(fù)合材料的方法。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
首先將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲分散預(yù)處理，然后對預(yù)處理混合 溶液進(jìn)行烘干、碾磨處理；將AZ31鎂合金放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，并在640 650'C 溫度范圍內(nèi)保溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，超聲5~10分鐘，超聲功率為600~ 650W.將預(yù)處理好的納米SiC粉體按質(zhì)量百分比為0.1-2.0 %的量用錫箔紙包覆，加 入到AZ31鎂合金熔體中，相同超聲功率下繼續(xù)超聲15~20分鐘，澆鑄取樣。
本發(fā)明所述的AZ31鎂合金成份含量為Al 2. 5 % ~ 3. 0% , Mn 0. 29 % ， Zn 0. 70% ~ 1.30%, Si 0.08%, Cu 0.03%, Fe 0.04%，余量為Mg。
本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明制備的鎂基納米復(fù)合材料，納米SiC顆粒在基 體中的分散均勻，抗粒強度和屈服強度較基體分別提高了 9.0%~19.0%和20.5%~ 30.0%，同時保持了基體較高的延展性，而且制備工藝簡單、安全可靠、無三廢污染。


附圖為本發(fā)明納米SiC顆粒在AZ31合金中的分散情況。
具體實施例方式
本發(fā)明將通過以下實施例作進(jìn)一步的說明。實施例1。
將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲分散預(yù)處理，然后對預(yù)處理混合溶液 進(jìn)行烘干、碾磨處理；將AZ31鎂合金放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，并在640'C進(jìn)行保溫， 把變幅桿伸入到熔體表面以下，650W超聲功率下，超聲5分鐘；將預(yù)處理好的納米SiC 粉體按質(zhì)量百分比為0.5%的量用錫箔紙包覆，加入到AZ31鎂合金熔體中，相同功率 下繼續(xù)超聲15分鐘，澆鑄取樣。
其抗拉強度為275.2、屈服強度為209.65、延伸率為13. 7%
實施實2。
將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲分散預(yù)處理，然后對預(yù)處理混合溶液 進(jìn)行烘干、碾磨處理；將AZ31鎂合金放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，并在650'C進(jìn)行保溫， 把變幅桿伸入到熔體表面以下，630W超聲功率下，超聲10分鐘；將預(yù)處理好的納米 SiC粉體按質(zhì)量百分比為1.0 %的量用錫箔紙包覆，加入到AZ31鎂合金熔體中，相同 功率下繼續(xù)超聲20分鐘，澆鑄取樣。
其抗拉強度為299.5、屈服強度為220.54、延伸率為12.8% 實施例3
將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲分散預(yù)處理，然后對預(yù)處理混合溶液 進(jìn)行烘干、碾磨處理；將AZ31鎂合金放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，并在645匸進(jìn)行保溫， 把變幅桿伸入到熔體表面以下，600W超聲功率下，超聲8分鐘；將預(yù)處理好的納米SiC 粉體按質(zhì)量百分比為2，0%的量用錫箔紙包覆，加入到AZ31鎂合金熔體中，相同功率 下繼續(xù)超聲18分鐘，澆鑄取樣。
其抗拉強度為295.3、屈服強度為215.20、延伸率為13.4%, 從附圖中的納米SiC顆粒在AZ31鎂合金中的分散情況可以看到，由于SiC和鎂合 金導(dǎo)電性能不一樣，所以在圖中表現(xiàn)為黑色部分為鎂合金基體，白色亮點部分為SiC。 從實驗結(jié)果中可以看出，超聲法制備的AZ31合金中的SiC顆粒得到了彌散的分布，且 復(fù)合材料中沒有明顯的氣孔和顆粒偏聚之類的缺陷。
權(quán)利要求
1、一種超聲波制備SiCp/AZ31鎂基納米復(fù)合材料的方法，AZ31鎂合金成份含量為Al 2.5％～3.0％，Mn 0.29％，Zn 0.70％～1.30％，Si 0.08％，Cu 0.03％，F(xiàn)e 0.04％，余量為Mg，其特征是首先將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲分散預(yù)處理，然后對預(yù)處理混合溶液進(jìn)行烘干、碾磨處理；將AZ31鎂合金放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，并在640～650℃溫度范圍內(nèi)保溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，超聲5～10分鐘，超聲功率為600～650W；將預(yù)處理好的納米SiC粉體按質(zhì)量百分比為0.1-2.0％的量用錫箔紙包覆，加入到AZ31鎂合金熔體中，相同超聲功率下繼續(xù)超聲15～20分鐘，澆鑄取樣。
全文摘要
一種超聲波制備SiCp/AZ31鎂基納米復(fù)合材料的方法，屬金屬材料制備領(lǐng)域，將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進(jìn)行超聲分散預(yù)處理，然后對預(yù)處理混合溶液進(jìn)行烘干、碾磨處理；將AZ31鎂合金放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，并在640～650℃溫度范圍內(nèi)保溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，超聲5～10分鐘，超聲功率為600～650W；將預(yù)處理好的納米SiC粉體按質(zhì)量百分比為0.1-2.0％的量用錫箔紙包覆，加入到AZ31鎂合金熔體中，相同超聲功率下繼續(xù)超聲15～20分鐘，澆鑄取樣，本發(fā)明納米SiC顆粒在基體中的分散均勻，抗拉強度和屈服強度較基體分別提高了9.0％～19.0％和20.5％～30.0％，同時保持了基體較高的延展性，且制備工藝簡單、安全可靠、無三廢污染。
文檔編號C22C1/05GK101532098SQ200910115219
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者凌李石保, 志 胡, 洪 閆 申請人:南昌大學(xué)