一种增强镁基复合材料性能的方法，其目的是提高镁基复合材料的综合力学性能，其步骤为：将铸态镁锭放入预热到４００℃的铸铁坩埚中，对其进行预热，在表面撒上镁合金专用覆盖剂以防止氧化。当温度上升到７１０℃，待镁锭全部熔化后，保温约５分钟，将表面杂质去除，然后将增强相镀镍的ＣＮＴ、ＳｉＣｐ放入坩埚中，并进行搅拌，搅拌时间为５分钟；搅拌后静置１分钟；待炉温升至７１０℃时，去除表面杂质，进行浇铸，凝固后进行起模。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种增强纯镁力学性能的方法，属于镁基复合材料的研究领域。
技术介绍
镁基复合材料作为结构材料中最轻、比强度最高，比刚度与铝合金相当的金属基 材料，受到各国的广泛关注。并且镁质结构件在机械加工、循环再生产和铸造方面较铝有很 大的技术优势，可用镁基复合材料代替特种塑料。在新兴高新
中的应用潜力比传 统金属材料更大。因此，镁基复合材料已成为金属基复合材料领域的研究热点之一。以前 镁基复合材料方面大量的研究工作是针对国防和航天应用的需要，而随着新型制造工艺的 研究发展，镁基复合材料在航天航空、汽车、核工业及其它先进的工程方面得到了更广泛的 应用。纯镁的抗拉强度，硬度都很低，不适于制造结构材料，现今各国对纯镁材料的增 强主要为单相增强，常用的增强相有Al2O3短纤维、碳纤维、SiC晶须和颗粒、Ti纤维、B纤 维等，单相增强得到的镁基复合材料，其力学性能较纯镁有很好的提高。例如中国专利 CN1667149. 2005-09-14，镀铜碳化硅颗粒增强镁基复合材料。但单相增强往往只能使材料 的某一或几个力学性能得到较好的提高，限制了它的进一步应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高镁基复合材料的综合力学性能。本专利技术是，其步骤为(1)将铸态镁锭放入预热到400°C的铸铁坩埚中，对其进行加热；(2)当温度上升到710°C，待镁锭全部熔化后，在表面撒上镁合金专用覆盖剂；(3)保温约5分钟，将表面杂质去除，然后将增强相镀镍的CNT、SiCp放入坩埚中， 并进行搅拌，搅拌时间为5分钟；CNTs和SiCp的体积含量分别为1. 1 %和2% ;CNTs和SiCp 在加入前放入研钵中研磨20分钟；(4)搅拌后再在表面撒上覆盖剂，静置1分钟，使搅拌过程中产生的氧化物与熔体 分离；(5)待炉温升至710°C时，去除表面杂质，进行浇铸，凝固后进行起模；浇铸前将洁 净并干燥的模具表面涂上一层薄薄的ZnO，然后放进已加热到300°C的另一个炉子内预热。本专利技术的有益之处在于本专利技术使镁基复合材料的强度、硬度和弹性模量等力学 性能得到提高。复合材料的抗拉强度、弹性模量、硬度分别比纯镁提高了 80%、51.8%、 19.5%。其主要原因是(1)镀镍CNTs和SiCp的加入起到细化了晶粒的作用。细晶强化使复合材料的力 学性能得到较大程度的提高。(2)复合材料中加入CNTs、SiCp后，它们与基体的热膨胀系数(CTE)差别很大 (Mg =CTE = 26X 1(T6,C，SiCp =CTE = 4X 1(T6,C，CNTs =CTE ^ 0)，在复合材料的冷却凝固过程中，增强相和基体的收缩量不同，从而在CNTs、SiCp附近产生高密度的位错，放出一系 列的位错环，随着位错环的增多和变大，位错环的应力场增大。当应力场增大到一定程度 后，将阻碍位错的滑移，于是产生了位错强化，使得基体的强度增大。位错强化的共同作用， 使复合材料的力学性能得到较大程度的提高。(3)镀镍CNTs增加了 CNTs和镁基体之间的相容性。(4)CNTs具有极高的抗拉强度、SiCp的极高硬度，在金属基体中 实现优势互补，起 到了承载外加载荷和应力转移的作用。(5) CNTs和SiCp加入前放入研钵中研磨20分钟，提高了 CNTs在基体中的分散性。具体实施方法本专利技术是，其步骤为(1)将铸态镁锭放入预热到400°C的铸铁坩埚中，对其进行加热；(2)当温度上升到710°C，待镁锭全部熔化后，在表面撒上镁合金专用覆盖剂，以 防止氧化；(3)保温约5分钟，将表面杂质去除，然后将增强相镀镍的CNT、SiCp放入坩埚中， 并进行搅拌，搅拌时间为5分钟；CNTs和SiCp的体积含量分别为1. 1 %和2% ;CNTs和SiCp 在加入前放入研钵中研磨20分钟；(4)搅拌后再在表面撒上覆盖剂，静置1分钟，使搅拌过程中产生的氧化物与熔体 分离；(5)待炉温升至710°C时，去除表面杂质，进行浇铸，凝固后进行起模；浇铸前将洁 净并干燥的模具表面涂上一层薄薄的有助于浇铸起模的ZnO，然后放进已加热到300°C的 另一个炉子内预热。权利要求，其步骤为(1)将铸态镁锭放入预热到400℃的铸铁坩埚中，对其进行加热；(2)当温度上升到710℃，待镁锭全部熔化后，在表面撒上镁合金专用覆盖剂；(3)保温约5分钟，将表面杂质去除，然后将增强相镀镍的CNT、SiCp放入坩埚中，并进行搅拌，搅拌时间为5分钟；CNTs和SiCp的体积含量分别为1.1％和2％；CNTs和SiCp在加入前放入研钵中研磨20分钟；(4)搅拌后再在表面撒上覆盖剂，静置1分钟，使搅拌过程中产生的氧化物与熔体分离；(5)待炉温升至710℃时，去除表面杂质，进行浇铸，凝固后进行起模；浇铸前将洁净并干燥的模具表面涂上一层薄薄的ZnO，然后放进已加热到300℃的另一个炉子内预热。2.根据权利要求1所述的增强镁基复合材料性能的方法，其特征在于CNTs直径是 20 40nm，SiCp的粒径是2 μ m。全文摘要，其目的是提高镁基复合材料的综合力学性能，其步骤为将铸态镁锭放入预热到400℃的铸铁坩埚中，对其进行预热，在表面撒上镁合金专用覆盖剂以防止氧化。当温度上升到710℃，待镁锭全部熔化后，保温约5分钟，将表面杂质去除，然后将增强相镀镍的CNT、SiCp放入坩埚中，并进行搅拌，搅拌时间为5分钟；搅拌后静置1分钟；待炉温升至710℃时，去除表面杂质，进行浇铸，凝固后进行起模。文档编号C22C47/08GK101818313SQ20091011760公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日专利技术者徐莺歌, 戴剑锋, 李维学, 杜曙光, 王敦栋, 王青, 石刚, 郝远, 金辉, 陈体军 申请人:兰州理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增强镁基复合材料性能的方法，其步骤为： （１）将铸态镁锭放入预热到４００℃的铸铁坩埚中，对其进行加热； （２）当温度上升到７１０℃，待镁锭全部熔化后，在表面撒上镁合金专用覆盖剂； （３）保温约５分钟，将表面杂质去除，然后将增强相镀镍的ＣＮＴ、ＳｉＣｐ放入坩埚中，并进行搅拌，搅拌时间为５分钟；ＣＮＴｓ和ＳｉＣｐ的体积含量分别为１．１％和２％；ＣＮＴｓ和ＳｉＣｐ在加入前放入研钵中研磨２０分钟； （４）搅拌后再在表面撒上覆盖剂，静置１分钟，使搅拌过程中产生的氧化物与熔体分离； （５）待炉温升至７１０℃时，去除表面杂质，进行浇铸，凝固后进行起模；浇铸前将洁净并干燥的模具表面涂上一层薄薄的ＺｎＯ，然后放进已加热到３００℃的另一个炉子内预热。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王青，李维学，郝远，陈体军，戴剑锋，徐莺歌，金辉，杜曙光，石刚，王敦栋，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]
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