一种钛颗粒增强镁基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛颗粒增强镁基复合材料及其制备方法，属于镁合金技术领域。该方法包括以下步骤：在搅拌条件下，将镁合金熔体与TiH2颗粒混合；其中，TiH2颗粒与镁合金基体的质量比为1:20

【技术实现步骤摘要】
一种钛颗粒增强镁基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及镁合金
，具体而言，涉及一种钛颗粒增强镁基复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前采用搅拌铸造法制备钛颗粒增强镁基复合材料，所加的钛颗粒主要是微米钛颗粒。微米尺度的钛颗粒，受范德华力、静电作用力等影响，颗粒之间互相黏附聚集，容易团聚在一起，很难分散均匀。在采用搅拌铸造法制备镁基复合材料时，需要搅拌机构高转速、长时间搅拌，即使这样，也容易发生团聚，降低了复合材料的致密度和力学性能，限制了镁基复合材料的应用。
[0003]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种钛颗粒增强镁基复合材料的制备方法，可制备得到颗粒分散均匀、无团聚的镁基复合材料。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种由上述制备方法制备而得的钛颗粒增强镁基复合材料。
[0006]本申请可这样实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种钛颗粒增强镁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：在搅拌条件下，将镁合金基体熔体与TiH2颗粒混合；
[0008]其中，TiH2颗粒与镁合金基体的质量比为1:20
‑
250。
[0009]在可选的实施方式中，TiH2颗粒与镁合金基体的质量比为1:50
‑
100。
[0010]在可选的实施方式中，TiH2颗粒的平均粒度为0.5
‑
10μm。
[0011]在可选的实施方式中，TiH2颗粒的纯度≥99.9％。
[0012]在可选的实施方式中，镁合金熔体与TiH2颗粒的混合包括：先于转速为300
‑
500rpm的条件下，向镁合金熔体中加入TiH2颗粒，TiH2颗粒添加完后，将镁合金和TiH2颗粒的混合熔体于转速为600
‑
1000rpm的条件下再混合3
‑
30min。
[0013]在可选的实施方式中，镁合金和TiH2颗粒的混合熔体于转速为600
‑
1000rpm的条件下再混合3
‑
5min。
[0014]在可选的实施方式中，混合温度为550
‑
650℃。
[0015]在可选的实施方式中，与镁合金基体熔体混合之前，先对TiH2颗粒进行预热。
[0016]在可选的实施方式中，预热时间为30
‑
120min。
[0017]在可选的实施方式中，预热包括真空预热或非真空环境下预热。其中，真空预热的温度为80
‑
350℃，非真空环境下预热温度为80
‑
300℃。
[0018]在可选的实施方式中，真空预热的温度为80
‑
200℃。
[0019]在可选的实施方式中，镁合金熔体由镁合金熔化而得。
[0020]在可选的实施方式中，镁合金的熔化是于真空度≤10Pa的条件下进行。
[0021]在可选的实施方式中，镁合金于650
‑
750℃的条件下熔化后，降温至550
‑
650℃，随后与TiH2颗粒混合。
[0022]在可选的实施方式中，还包括对镁合金基体熔体与TiH2颗粒的混合熔体进行除氢。
[0023]在可选的实施方式中，除氢包括：向混合了TiH2颗粒的镁合金熔体中通入惰性气体。
[0024]在可选的实施方式中，惰性气体为氩气。
[0025]在可选的实施方式中，除氢是于搅拌条件下进行。
[0026]在可选的实施方式中，除氢过程中的搅拌转速为600
‑
1000rpm。
[0027]在可选的实施方式中，搅拌机构的材质为石墨、陶瓷、钛合金或不锈钢。
[0028]在可选的实施方式中，搅拌所用的搅拌机构的中间具有孔隙。
[0029]在可选的实施方式中，惰性气体通过搅拌机构所具有的孔隙通入至镁合金与TiH2颗粒的混合熔体中。
[0030]在可选的实施方式中，惰性气体的压力为0.01
‑
0.06MPa。
[0031]在可选的实施方式中，还包括在除氢后进行浇铸。
[0032]在可选的实施方式中，浇铸温度为650
‑
750℃。
[0033]在可选的实施方式中，除氢结束后升温至预设浇铸温度的过程是于搅拌转速为800
‑
1200rpm的条件下进行。
[0034]第二方面，本申请提供一种钛颗粒增强镁基复合材料，经前述实施方式任一项的制备方法制备而得。
[0035]在可选的实施方式中，钛颗粒增强镁基复合材料的孔隙率≤1％。
[0036]在可选的实施方式中，钛颗粒增强镁基复合材料中的增强相为钛单质。
[0037]本申请的有益效果包括：
[0038]本申请用TiH2颗粒替代现有技术直接加入钛颗粒制备镁基复合材料的方案；当TiH2颗粒进入熔体后，受热快速分解，生成钛颗粒，并释放出氢气。氢气首先在颗粒表面形成一层气膜，在气膜的作用下，团聚在一起的钛颗粒被分开，避免了搭接团聚。也即，本申请加入TiH2颗粒，通过反应生成的钛颗粒作为增强体，可有效避免现有技术中直接使用微米尺度的钛颗粒作为增强体所存在的因受范德华力、静电作用力等影响导致颗粒之间互相黏附聚集，容易团聚在一起并很难分散均匀的问题。本申请提供的上述方案可制备出分散均匀的镁基复合材料。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0040]图1为实施例1中TiH2颗粒的扫描电镜照片；
[0041]图2至图9依次为本申请实施例1至实施例8制备得到的钛颗粒增强镁基复合材料
的SEM照片；
[0042]图10至图17依次为本申请对比例1至对比例8制备得到的钛颗粒增强镁基复合材料的SEM照片。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0044]下面对本申请提供的钛颗粒增强镁基复合材料及其制备方法进行具体说明。
[0045]本申请提出一种钛颗粒增强镁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：在搅拌条件下，将镁合金熔体与TiH2颗粒混合；
[0046]其中，TiH2颗粒与镁合金的质量比为1:20
‑
250。
[0047]可参考地，TiH2颗粒与镁合金的质量比示例性地可以为1:20、1:5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛颗粒增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在搅拌条件下，将镁合金基体熔体与TiH2颗粒混合；其中，所述TiH2颗粒与所述镁合金基体的质量比为1:20
‑
250。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiH2颗粒与所述镁合金基体的质量比为1:50
‑
100；优选地，所述TiH2颗粒的平均粒度为0.5
‑
10μm；优选地，所述TiH2颗粒的纯度≥99.9％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镁合金基体熔体与所述TiH2颗粒的混合包括：先于转速为300
‑
500rpm的条件下，向所述镁合金基体熔体中加入所述TiH2颗粒，所述TiH2颗粒添加完后，将所述镁合金基体熔体和所述TiH2颗粒的混合熔体于转速为600
‑
1000rpm的条件下再混合3
‑
30min；优选地，所述镁合金基体熔体和所述TiH2颗粒的混合熔体于转速为600
‑
1000rpm的条件下再混合3
‑
5min；优选地，混合温度为550
‑
650℃。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，与所述镁合金基体熔体混合之前，先对所述TiH2颗粒进行预热；优选地，预热时间为30
‑
120min；优选地，预热包括真空预热或非真空环境下预热，其中，真空预热的温度为80
‑
350℃，非真空环境下预热的温度为80
‑
300℃；更优地，真空预热的温度为80
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新涛，郑开宏，韩胜利，康跃华，徐军，潘复生，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：