一种碳纤维增强镁基合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维增强镁基合金材料，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.01～0.1％，铁为0.02～0.5％，钙为0.01～0.08％，锰为0.1～0.9％，三氧化二铝为0.5～2.8％，碳化硅为1.2～3.8％，碳纤维为8.2～15.8％，余量为镁和不可避免的杂质。本发明专利技术还公开了一种碳纤维增强镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维置于500～600℃、2～3Pa的真空炉中，加热15～20min，冷却至25℃，于乙醇中浸泡2～3h，晾干，之后烘干，备用；(2)将步骤(1)中处理过的碳纤维和合金原料按照上述质量百分比进行混合，置于球磨机上，球磨30～40min，得到合金粉末；(3)将上述合金粉装入模具，制成压坯，放入温度为650～800℃的真空炉内烧结3～5h，冷却，得碳纤维增强镁基合金材料。本发明专利技术中的合金材料具有强度高，且制备工艺简单，易操作。

Carbon fiber reinforced magnesium based alloy material and preparation method thereof

The invention discloses a carbon fiber reinforced magnesium-based alloy material, which comprises the following components: zinc 0.01-0.1%, iron 0.02-0.5%, calcium 0.01-0.08%, manganese 0.1-0.9%, aluminum oxide 0.5-2.8%, silicon carbide 1.2-3.8%, carbon fiber 8.2-15.8%, and surplus. Magnesium and unavoidable impurities. The invention also discloses a preparation method of carbon fiber reinforced magnesium-based alloy material, which comprises the following steps: (1) putting the carbon fiber in a vacuum furnace of 500-600 C and 2-3Pa, heating it for 15-20 minutes, cooling it to 25 c, soaking it in ethanol for 2-3 hours, drying it, then drying and reserving it; (2) putting the treated carbon fiber and the treated carbon fiber in step (1) into a vacuum furnace. The alloy materials were mixed according to the above mass percentage, and then were milled on a ball mill for 30-40 minutes to obtain alloy powder; (3) Carbon fiber reinforced magnesium-based alloy materials were obtained by filling the alloy powder into a mold, forming a compact and sintering in a vacuum furnace at 650-800 C for 3-5 hours. The alloy material has the advantages of high strength, simple preparation process and easy operation.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维增强镁基合金材料及其制备方法
本专利技术涉及合金材料
，特别是涉及一种碳纤维增强镁基合金材料及其制备方法。
技术介绍
合金材料中，镁是最轻的结构材料，符合低能耗等环保节能要求，因而在汽车、电子、航空等工业领域被用来制备合金。其中，镁合金以其密度低、减震能力强和铸造成型工艺性能好等特点，在同其它轻质材料的竞争中取得明显优势，受到汽车、航空工业以及电子产业的青睐。镁合金既有金属的强度，而且重量轻也易于散热，抗压性较强，能满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。镁合金导热性能和强度尤为突出，其硬度是传统塑料机壳的几倍。但镁熔点低，易燃烧，因而由镁制备得到的合金在温度接近其燃点的时候容易自身燃烧，发生火灾危险。传统镁合金仍然存在强度较低、韧性差和塑形加工困难等问题，使镁合金的应用受到了限制。为此，有必要针对上述问题，提出一种碳纤维增强镁基合金材料及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳纤维增强镁基合金材料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种碳纤维增强镁基合金材料，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.01～0.1％，铁为0.02～0.5％，钙为0.01～0.08％，锰为0.1～0.9％，三氧化二铝为0.5～2.8％，碳化硅为1.2～3.8％，碳纤维为8.2～15.8％，余量为镁和不可避免的杂质。优选的，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.03～0.08％，铁为0.05～0.3％，钙为0.02～0.06％，锰为0.3～0.7％，三氧化二铝为1.1～2.3％，碳化硅为1.8～3.5％，碳纤维为9.8～13.5％，余量为镁和不可避免的杂质。优选的，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.05～0.06％，铁为0.1～0.2％，钙为0.03～0.05％，锰为0.4～0.5％，三氧化二铝为1.6～2.1％，碳化硅为2.2～2.8％，碳纤维为11.0～12.5％，余量为镁和不可避免的杂质。优选的，所述三氧化二铝的质量分数百分比为1.9％。优选的，所述碳化硅的质量分数百分比为2.5％。优选的，所述碳纤维的质量分数百分比为11.8％。优选的，所述不可避免的杂质含量不大于0.2％。本专利技术还提供一种碳纤维增强镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维置于500～600℃、2～3Pa的真空炉中，加热15～20min，冷却至25℃，于乙醇中浸泡2～3h，晾干，之后烘干，备用；(2)将步骤(1)中处理过的碳纤维和合金原料按照上述质量百分比进行混合，置于球磨机上，球磨30～40min，得到合金粉末；(3)将上述合金粉装入模具，制成压坯，放入温度为650～800℃的真空炉内烧结3～5h，冷却，得碳纤维增强镁基合金材料。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术中的碳纤维增强镁基合金材料具有强度高、可塑性好、抗应力和耐腐蚀性能均较好等优点，且制备工艺简单，易操作。具体实施方式本专利技术通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。本专利技术公开一种碳纤维增强镁基合金材料，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.01～0.1％，铁为0.02～0.5％，钙为0.01～0.08％，锰为0.1～0.9％，三氧化二铝为0.5～2.8％，碳化硅为1.2～3.8％，碳纤维为8.2～15.8％，余量为镁和不可避免的杂质。本专利技术还公开一种碳纤维增强镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维置于500～600℃、2～3Pa的真空炉中，加热15～20min，冷却至25℃，于乙醇中浸泡2～3h，晾干，之后烘干，备用；(2)将步骤(1)中处理过的碳纤维和合金原料按照上述质量百分比进行混合，置于球磨机上，球磨30～40min，得到合金粉末；(3)将上述合金粉装入模具，制成压坯，放入温度为650～800℃的真空炉内烧结3～5h，冷却，得碳纤维增强镁基合金材料。其中，所述三氧化二铝的质量分数百分比为1.9％。其中，所述碳化硅的质量分数百分比为2.5％。其中，所述碳纤维的质量分数百分比为11.8％。其中，所述不可避免的杂质含量不大于0.2％。下述以具体地实施例进行说明，以制备本专利技术中的碳纤维增强镁基合金材料。实施例1一种碳纤维增强镁基合金材料，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.01％，铁为0.02％，钙为0.01％，锰为0.1％，三氧化二铝为0.5％，碳化硅为1.2％，碳纤维为8.2％，余量镁。一种碳纤维增强镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维置于500℃、2Pa的真空炉中，加热15min，冷却至25℃，于乙醇中浸泡2h，晾干，之后烘干，备用；(2)将步骤(1)中处理过的碳纤维和合金原料按照上述质量百分比进行混合，置于球磨机上，球磨30min，得到合金粉末；(3)将上述合金粉装入模具，制成压坯，放入温度为650℃的真空炉内烧结3h，冷却，得碳纤维增强镁基合金材料。实施例2一种碳纤维增强镁基合金材料，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.03％，铁为0.05％，钙为0.02％，锰为0.3％，三氧化二铝为1.1％，碳化硅为1.8％，碳纤维为9.8％，余量镁。一种碳纤维增强镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维置于565℃、2.5Pa的真空炉中，加热18min，冷却至25℃，于乙醇中浸泡2.5h，晾干，之后烘干，备用；(2)将步骤(1)中处理过的碳纤维和合金原料按照上述质量百分比进行混合，置于球磨机上，球磨35min，得到合金粉末；(3)将上述合金粉装入模具，制成压坯，放入温度为720℃的真空炉内烧结5h，冷却，得碳纤维增强镁基合金材料。实施例3一种碳纤维增强镁基合金材料，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.08％，铁为0.3％，钙为0.06％，锰为0.7％，三氧化二铝为2.3％，碳化硅为3.5％，碳纤维为13.5％，余量镁。一种碳纤维增强镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维置于565℃、2.5Pa的真空炉中，加热18min，冷却至25℃，于乙醇中浸泡2.5h，晾干，之后烘干，备用；(2)将步骤(1)中处理过的碳纤维和合金原料按照上述质量百分比进行混合，置于球磨机上，球磨35min，得到合金粉末；(3)将上述合金粉装入模具，制成压坯，放入温度为720℃的真空炉内烧结5h，冷却，得碳纤维增强镁基合金材料。实施例4一种碳纤维增强镁基合金材料，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.1％，铁为0.5％，钙为0.08％，锰为0.9％，三氧化二铝为2.8％，碳化硅为3.8％，碳纤维为15.8％，余量镁。一种碳纤维增强镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维置于600℃、3Pa的真空炉中，加热20min，冷却至25℃，于乙醇中浸泡3h，晾干，之后烘干，备用；(2)将步骤(1)中处理过的碳纤维和合金原料按照上述质量百分比进行混合，置于球磨机上，球磨40min，得到合金粉末；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维增强镁基合金材料，其特征在于，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.01～0.1％，铁为0.02～0.5％，钙为0.01～0.08％，锰为0.1～0.9％，三氧化二铝为0.5～2.8％，碳化硅为1.2～3.8％，碳纤维为8.2～15.8％，余量为镁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强镁基合金材料，其特征在于，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.01～0.1％，铁为0.02～0.5％，钙为0.01～0.08％，锰为0.1～0.9％，三氧化二铝为0.5～2.8％，碳化硅为1.2～3.8％，碳纤维为8.2～15.8％，余量为镁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的碳纤维增强镁基合金材料，其特征在于，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.03～0.08％，铁为0.05～0.3％，钙为0.02～0.06％，锰为0.3～0.7％，三氧化二铝为1.1～2.3％，碳化硅为1.8～3.5％，碳纤维为9.8～13.5％，余量为镁和不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的碳纤维增强镁基合金材料，其特征在于，包含以下各成分，其质量分数百分比为：锌为0.05～0.06％，铁为0.1～0.2％，钙为0.03～0.05％，锰为0.4～0.5％，三氧化二铝为1.6～2.1％，碳化硅为2.2～2.8％，碳纤维为11.0～12.5％，余量为镁和不可避免的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵云飞，唐丽华，陆磊，
申请(专利权)人：赵云飞，
类型：发明
国别省市：江苏,32