一种浸渗工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种浸渗工艺，该工艺为SiCp_Zn复合材料的浸渗工艺，根据材料性能的要求，选择增强体含量和锌基的比例，然后通过合适的热处理参数制备复合材料，包括：选择合适的增强体和锌基的比例—碳化硅颗粒清洗—烘干—保温—模具放入坩埚密封—抽真空—升温—加压—保压—冷却。复合材料粒度为40—60μm，真空度为10-3-10-4MPa，温度为800—1200度，控制精度为±1度，加压压力值为0.5—0.9MPa，保温时间为10—15min，冷却方式为随炉冷却。该发明专利技术可以改变增强体和基体的比例，从而满足不同工艺对材料力学性能的要求，并且该工艺的渗透性好，不易产生气孔等缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种浸渗工艺。
技术介绍
金属基复合材料(Metal Matrix Composites，简称MMC)是以金属作为基体相的复合材料。它既具有金属的性能，也有树脂基复合材料无法达到的使用温度高、剪切强度高、阻燃、不老化、不吸湿、不放气、耐磨、导电导热等金属性能，是外层空间结构及一些工业领域中有广泛应用前景的材料。金属基复合材料作为一种新型的工程结构材料，不但要满足所制机械、机器零件在不同工作环境下所需的各种性能，而且价格、制备工艺、加工工艺等与传统材料相比也应具备其优越性。金属基复合材料的最大优点是性能可设计性，即按零件在不同工作条件下的性能要求，对材料的成份、组织进行设计。近20多年来，金属基复合材料的研究与开发取得了很大的进展，国内外对颗粒增强铝基复合材料的研究进行了大量的工作，并实现了商业性应用。而对颗粒增强镁基复合材料的制备技术及性能研究报道相对较少。为了改善镁合金强度低、力学性能差的缺点，科技人员向镁合金中加入高强、高弹性模量的碳纤维、碳化硅纤维等制成连续纤维增强镁基复合材料。与铝基复合材料相比，镁基复合材料具有更高的比强度、比刚度，同时还具有较好的耐磨性、耐高温及减震性能；此夕卜，镁基复合材料还具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽性能，是良好的功能材料。因此，镁基复合材料在电子、航空、航天特别是汽车工业中具有相当大的潜在应用前景。有关镁基复合材料的早期研究工作主要集中在连续纤维增强相(目前在这个领域的研究工作仍在进行)，但不久就发现由于连续纤维的成本较高、制备工艺复杂以及切削加工困难，从而限制了它在民用方面的推广与应用。为了满足进一步推广应用的要求，必须研究低成本的镁基复合材料，因此人们又开始研究非连续增强镁基复合材料特别是颗粒增强镁基复合材料。非连续增强镁基复合材料是继铝基复合材料之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。1986年，美国DowChemical公司的研究者用铸造法制备出(SiC，A1203)P/AZ91复合材料，并制造出皮带轮、链轮、油栗盖等样品零件，其优异的性能引起人们的普遍关注。目前，关于镁基复合材料的研究工作主要集中于材料组成及界面行为、制备及合成工艺、材料组织及性能等方面。由于目前制备镁基复合材料的成本较高，其应用多集中在航空航天和军工领域。但镁合金是一种国际上广泛承认的绿色环保和可持续发展合金材料，随着新世纪节约能源、保护环境、可回收利用等观念深入人心，预计在汽车等交通工具领域应用将会大大增加。汽车工业中，镁压铸件的加工、循环再生和铸造等较铝有很大的技术优势，并可以用其来代替汽车上部分特种塑料制造的零件。尽管目前铝基复合材料仍在金属基复合材料中占居主导地位，但镁基复合材料销售额年均增长17.7%，高于铝基复合材料的14.6%，发展前景令人乐观。此外，作为优秀的功能材料，镁基复合材料正逐步成为移动通讯、电子封装、高能贮氢等领域的研究和应用热点。镁基复合材料制备方法主要分为搅拌熔铸法、粉末冶金法、喷射沉积法、原铝基复合材料；而且当金属粉末粒径与增强颗粒粒径之比较小时，颗粒分布较均匀，复合材料的力学性能得到改善。郗雨林等用粉末冶金法制备了 SiC颗粒及晶须增强镁基复合材料，SiC颗粒和晶须能明显提高了镁合金的室温强度和弹性模量，相比之下，晶须的作用比颗粒更明显。喷射沉积法(Spray Deposit1n)是英国斯叶西大学A.Singe教授于1968年首先提出的，是把熔融镁合金在高压惰性气体喷射下雾化(雾滴速度一般平均为20-40m/s)，形成熔融镁合金喷射流，同时将增强相喷入熔融镁合金喷射流中，使液固两相充分混合后共同沉积到经过预处理的衬底上，最终凝固制得镁基复合材料。该方法也称为共喷射沉积法(Co-spray)。这种方法获得的复合材料中增强相在基体中分布均匀、无偏聚、组织细小、无界面反应、凝固速度快。但由于所需设备昂贵，制备过程中气氛要求严格，危险性较大，不适合大规模生产及应用。Noguchi A等用自己设计的喷射仪器喷射Mg-1O% Ce和Mg-1O%Ca镁合金，喷射的同时同步喷射SiC颗粒，制备了镁基复合材料。复合材料的致密度高于95%，在挤压后材料的致密度高于99%。这种方法制备的复合材料中SiC颗粒的含量可达到18.8%复合材料的弹性模量和硬度都有较大的提高，但抗拉强度提高不明显。原位合成法的基本原理为:在一定条件下，通过元素之间或元素化合物之间的化学反应，在金属基体内原位生成一种或几种高强度、高弹性模量的增强相。主要的制备方法有:机械合金化法(Mechanical Alloying,简称MA法)、自蔓延高温合成法(Self-propagating High-temperature Synthesis,简称 SHS 法)和放热弥散法(Exothermic Dispers1n，简称XD法)等。原位反应法制备的镁基复合材料的增强相在镁熔体中原位生成，界面无污染，界面结合良好，而且反应生成的增强相颗粒粒径越小，分布比较均匀，对提高复合材料的性能十分有利。但是由于镁的活性比较大，容易和许多物质发生反应，所以目前还没有合适的反应体系可以形成热力学稳定性高、硬度大、弹性模量高的增强相。因此探索合适的反应体系是液态反应法研究的主要方向。机械合金化法起源于20世纪60年代末，是通过不同的元素组分在球磨机内磨球的碰撞挤压下发生强烈的塑性变形，使不同的元素组分冷焊在一起，随后不断重复发生断裂、冷焊、再断裂的物理化学反应，最终形成尺寸均匀的颗粒，然后将颗粒进行真空脱气，热压或冷处理方法固结成型来制得镁基复合材料。机械合_金化法的特点:制备材料不受相律支配，可以自由选择基体合金和增强相，晶粒可细化到纳米尺寸。由于镁的活性比较大，在球磨过程中易发生当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浸渗工艺，该工艺为SiCp_Zn复合材料的浸渗工艺，其特征在于根据材料性能的要求，选择增强体含量和锌基的比例，然后通过合适的热处理参数制备复合材料，包括：选择合适的增强体和锌基的比例——碳化硅颗粒清洗——烘干——保温——模具放入坩埚密封——抽真空——升温——加压——保压——冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈秋，
申请(专利权)人：无锡桥阳机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32