一种高模量高强韧耐蚀镁基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高模量高强韧耐蚀镁基复合材料及其制备方法，属于镁基复合材料制备加工领域。所述复合材料具有如下质量百分比的组分：2.0‑3.5% Zn，0.3‑0.7% Zr，0.5‑1.0% Nd，0.2‑0.5% Ca，0.5‑4.5% TiC/CNTs，其余为Mg及不可避免的杂质。所述制备方法包括以下步骤：S1：机械搅拌和脉冲电流辅助熔炼；S2：浇注成型及挤压坯料加工；S3：脉冲电流辅助均匀化‑挤压处理。通过本发明专利技术可以生成阳极溶解特性第二相，并使其与TiC或CNTs增强体在基体中细小弥散分布，提高动态再结晶比例、强化基体与增强体结合效果、降低残余应力，在提高弹性模量、强度的同时保持优异韧性和耐蚀性，得到满足航空航天、汽车工业关键零部件应用的高模量高强韧耐蚀镁基复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镁基复合材料制备加工领域，具体涉及一种高模量高强韧耐蚀镁基复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、航空航天、汽车工业关键零部件对轻质结构材料的需求日益迫切，镁合金作为最轻质的商用金属材料，具有密度小、散热快、电磁屏蔽性能好等特点。然而低强度和低弹性模量导致其难以满足实际工程应用，通过加入增强体制备镁基复合材料可以显著提高强度和弹性模量，进而具有优异的抗变形能力和回弹性，能够承受更高的载荷和振动。

2、然而，通过现有组分和制备方法得到的镁基复合材料，存在镁合金基体与增强体界面的结合效果差、材料内部残余应力高、增强体难以在镁合金基体中均匀分布、第二相与基体间极易发生微电偶腐蚀等问题，导致其强韧性不匹配、耐蚀性不足，无法应对航空航天、汽车工业复杂的工作环境和恶劣的工作条件。授权公告号cn104313441b的专利公开了一种含sic颗粒的高模量稀土镁基复合材料，弹性模量可以达到50-70gpa，但由于稀土元素和sic含量过高导致韧性和塑性差，延伸率不足5%。授权公告号cn105779796b的专利公开了稀土镁合金基-石墨烯-碳纳米管复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高模量高强韧耐蚀镁基复合材料，其特征在于，具有以下质量百分比的组分：2.0-3.5% Zn，0.3-0.7% Zr，0.5-1.0% Nd，0.2-0.5% Ca，0.5-4.5% TiC/CNTs，其余为Mg及不可避免的杂质，杂质元素的质量百分比之和<0.04%，其中Fe<0.01%、Ni<0.01%、Cu<0.01%、Al<0.01%。

2.根据权利要求1所述的高模量高强韧耐蚀镁基复合材料，其特征在于，所述的高模量高强韧耐蚀镁基复合材料的弹性模量>60GPa，抗拉强度>350MPa，屈服强度>300MPa，断后伸长率...

【技术特征摘要】

1.一种高模量高强韧耐蚀镁基复合材料，其特征在于，具有以下质量百分比的组分：2.0-3.5% zn，0.3-0.7% zr，0.5-1.0% nd，0.2-0.5% ca，0.5-4.5% tic/cnts，其余为mg及不可避免的杂质，杂质元素的质量百分比之和<0.04%，其中fe<0.01%、ni<0.01%、cu<0.01%、al<0.01%。

2.根据权利要求1所述的高模量高强韧耐蚀镁基复合材料，其特征在于，所述的高模量高强韧耐蚀镁基复合材料的弹性模量>60gpa，抗拉强度>350mpa，屈服强度>300mpa，断后伸长率>15%，基体中尺寸>1μm的第二相具有阳极溶解特性，材料在3.5%的nacl溶液中均匀腐蚀且腐蚀速率<1mm/年。

3.根据权利要求1或2所述高模量高强韧耐蚀镁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，按配比称量原料，所述原料采用高纯mg锭、高纯zn锭、mg-zr中间合金、mg-ca中间合金和mg-nd中间合金，并加入tic颗粒和/或cnts颗粒。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1的具体过程为：按质量配比称量原料，将高纯mg锭加入co2和sf6气氛保护的电阻炉中，然后依次加入高纯zn锭、mg-zr中间合金、mg-ca中间合金、mg-nd中间合金，在780-800℃保温20-30min后机械搅拌2-3min，降温至730-750℃后加入t...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡长宏，张新房，崔岩，周梦程，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：