CN102787265A - 一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法 - Google Patents

一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法 Download PDF

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贺儒
饶远生
胡志
黄碧浩
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Abstract

一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法,其特征是首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按1:1的质量比配料并放入锥形铁坩埚中加热至740~760℃,加入Si占熔体质量百分比为1.0%的Al-Si中间合金并保温40~60min;然后降温至660~710℃时,采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声处理360s以内,超声处理后在坩埚中直接水冷获得复合材料,熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。本发明得到的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn复合材料中的第二相(Mg2Si、Mg17Al12)细小、均匀,其中Mg2Si主要呈纤维状、颗粒状;Mg17Al12主要呈颗粒状,能够更好的符合原位颗粒增强镁基复合材料的应用领域。

Description

—种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细
化方法
技术领域
[0001] 本发明属于复合材料制备技术领域,特别涉及复合材料的组织细化方法。
背景技术
[0002] 颗粒增强镁基复合材料具有比强度高、比模量高、阻尼减震性能优良等诸多优点而成为航空、航天及汽车制造等领域的理想材料之一。Mg2Si具有密度(1.99g/cm_3)低、熔点(io85°c)高、热膨胀系数(7.5xio- Vr1)低等优点,成为镁基复合材料的理想增强体。原位Mg2Si颗粒增强镁基复合材料具有界面结合良好、无污染等优点,但制备的复合材料中的Mg2Si颗粒在基体中以粗大的中国汉字状形式存在,限制了复合材料机械性能的提高,改善复合材料中的第二相形貌成为制备性能优越的原位Mg2Si颗粒增强镁基复合材料的难·点。超声处理作为一种改善合金相形貌、细化晶粒和除气除渣等作用的高效方法,具有超声效应瞬时化、工艺流程短、设备简单、操作方便等优点,为原位Mg2Si颗粒增强镁基复合材料的组织细化工艺指引了一个新的方向。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供了一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的。
[0005] 首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚中加热至740〜760°C,加入Si占熔体质量百分比为I. (Fd^Al-Si中间合金并保温40〜60min ;然后降温至660〜710°C时,采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声处理,超声处理时间控制在360s以内,最后在坩埚中直接水冷,获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料,熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。
[0006] 所述Al-Si中间合金中的Si的质量百分比为23. 5%〜24. 5%,余量为Al ;Mg-Al-Mn-Zn合金中Al的质量百分比为5. 6%〜6. 4%, Mn的质量百分比为0. 2%〜0. 4%, Zn的质量百分比为0. 15%〜0. 2%,余量为Mg。
[0007] 本发明的技术效果是:得到的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn复合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)细小、均勻,其中Mg2Si主要呈纤维状、颗粒状;Mg17Al12±要呈颗粒状,能够更好的符合原位颗粒增强镁基复合材料的应用领域。
附图说明
[0008] 图I为本发明实施实例I条件下原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的显微组织。
[0009] 图2为本发明实施实例2条件下原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的显微组织。具体实施方式
[0010] 本发明将通过以下实施例作进一步说明。
[0011] 本实施例中所述的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料,是通过原位合成结合超声处理制备的,其中Si占熔体质量百分比为1.0%。
[0012] 实施例I。
[0013] 将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚(上口内径①50,底部内径0 30)中加热至740°C,加入Si占熔体质量百分比为I. (Fd^Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至680°C时,采用功率600W的连续超声对熔体处理60s,最后在坩埚中直接水冷,获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料,熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。
·[0014] 实施例2。
[0015] 将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚(上口内径①50,底部内径0 30)中加热至740°C,加入Si占熔体质量百分比为1.0%的Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至680°C时,采用功率300W的连续超声对熔体处理60s,最后在坩埚中直接水冷,获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料,熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。
[0016] 从图1、2中可以看出,采用本发明得到的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn复合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)细小、均匀,其中Mg2Si主要呈纤维状、颗粒状;Mg17Al12主要呈颗粒状,能够更好的符合原位颗粒增强镁基复合材料的应用领域。

Claims (1)

1. 一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法,其特征是首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚中加热至740〜760V,加入Si占熔体质量百分比为I. 0%的Al-Si中间合金并保温40〜60min ;然后降温至660〜710°C时,采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声处理360s以内,最后在坩埚中直接水冷,熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护; 所述Al-Si中间合金中的Si的质量百分比为23. 5%〜24. 5%,余量为Al ;Mg-Al-Mn_Zn合金中Al的质量百分比为5. 6%〜6. 4%,Mn的质量百分比为0. 2%〜0. 4%,Zn的质量百分比为0. 15%〜0. 2%,余量为Mg。
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