专利名称：一种用于制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法
技术领域：
本发明属于有色金属复合材料加工领域，是一种制备粒子增强型锌基复合材料半固态非枝晶组织锭料的方法，用于触变成形。
根据以上所述的制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，其特征是可将切割所得的棒料放入电阻炉中加热，在压力机上沿棒料高度方向将棒料压缩变形10％以上，再将棒料放入电阻炉中加热到锌基合金固液两相区的温度450∽475℃进行半固态等温热处理，然后进行水淬或进行半固态成形。
根据以上所述的制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，其特征是在压缩变形时，在上下压头上须涂一层石墨粉，可用机油作稀释剂。
根据以上所述的制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，其特征是本方法适合于所有具有结晶温度范围的粒子增强型金属基复合材料。
可将切割所得的棒料放入电阻炉中加热，在压力机上沿棒料高度方向将棒料压缩变形10％以上，再将棒料放入电阻炉中加热到锌基合金固液两相区的温度450∽475℃进行半固态等温热处理，然后进行水淬或进行半固态成形。
在压缩变形时，在上下压头上须涂一层石墨粉，可用机油作稀释剂。
本发明中，对棒料进行压缩变形的主要目的是为了在材料中引入应变，其关键是如何在整个棒料中产生均匀的应变。压缩变形时，在上下压头上涂一层石墨粉(可用机油作稀释剂)，以减小棒料与压头间的摩擦力，另外，棒料的尺寸，其直径不能超过60mm，高度不能超过120mm；为了增加材料的塑性，不致压缩变形过程中产生裂纹，必须对棒料进行预热处理，处理温度以棒料不产生裂纹的最低温度为准，处理时间为30min。
本发明中，对棒料进行预变形而使其产生应变，是为了在随后的半固态等温热处理中发生回复与再结晶而使棒料的铸态组织得到细化，再经部分重熔而获得晶粒细小、圆整的半固态组织。要得到理想的半固态组织，变形量须达到一定的临界值。经研究发现，对于Φ60mm的棒料，压缩率领不小于10％，而此时无须要求产生织构组织。
本发明中，对经预变形的棒料进行半固态等温热处理，除起到部分重熔的作用外，还使材料发生回复与再结晶而使棒料的铸态组织得到细化。半固态等温温度由随后的成形而定，如要求固相率高，温度就低，反之，温度就高。热处理时间以棒料中心温度达到预定的半固态温度为下限，即热处理时间不能少于此时间，此后，如继续延长处理时间，晶粒会有所长大。长大程度与材料中增强体粒子的含量、预变形量、热处理温度有关，含量越高、预变形量越大或热处理温度越高，长大程度越小，反之，长大程度则越明显。也就是说，当棒料的温度达到预定温度后，在该温度允许停留的时间随材料的不同而不同(所允许的长的停留时间，可给随后的成形提供方便)。另外，本发明要求棒料的直径不能大于60mm，除为了在整个棒料中得到均匀的变形外，是为了在半固态等温热处理时不会因棒料里外温差的原因而使组织不均匀。当棒料的温度达到预定温度后，迅速取出水淬，就可以得到晶粒细小、圆整的非枝晶复合材料锭料，作为触变成形的原材料，或直接成形。
根据上述方法，粒度14-40μm、体积含量5-15％SiC粒子增强的ZA27复合材料在460℃加热20-90min，可以获得固相率(不包括SiC粒子)为0.6，晶粒尺寸为40-60μm，晶粒呈球状的半固态浆料，经水淬后，就得到理想的触变成形用原材料。
本发明适合于所有具有结晶温度范围的粒子增强型金属基复合材料。
权利要求
1.本发明是一种制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，用复合铸造法制备的锌基复合材料，将其浇注成直径小于60mm的棒料，再根据成形工作尺寸的要求，对棒料进行切割，本发明的特征是将切割所得的棒料在240∽260℃加热30min后，沿棒料高度方向压缩变形10％以上，再对其在450∽475℃进行半固态等温热处理，然后进行水淬或进行半固态成形。
2.根据权利要求1所述的制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，其特征是可将切割所得的棒料放入电阻炉中加热，在压力机上沿棒料高度方向将棒料压缩变形10％以上，再将棒料放入电阻炉中加热到锌基合金固液两相区的温度450∽475℃进行半固态等温热处理，然后进行水淬或进行半固态成形。
3.根据权利要求1所述的制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，其特征是在压缩变形时，在上下压头上须涂一层石墨粉，可用机油作稀释剂。
4.根据权利要求1所述的制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，其特征是本方法适合于所有具有结晶温度范围的粒子增强型金属基复合材料。
全文摘要
本发明是一种制备粒子增强型锌基复合材料非枝晶组织锭料的方法，用复合铸造法制备的锌基复合材料，将其浇注成直径小于60mm的棒料，再根据成形工作尺寸的要求，对棒料进行切割，本发明的特征是将切割所得的棒料在240～260℃加热30min后，沿棒料高度方向压缩变形10％以上，再对其在450～475℃进行半固态等温热处理，然后进行水淬或进行半固态成形。
文档编号C22C32/00GK1439737SQ0213948
公开日2003年9月3日 申请日期2002年10月15日 优先权日2002年10月15日
发明者郝远, 陈体军, 马颖, 李元东, 阎峰云 申请人:甘肃工业大学