专利名称：超声波制备SiCp/AZ31镁基纳米复合材料的方法
技术领域：
本发明属金属材料制备领域，特别涉及一种用超声波制备镁基纳米复合材料的方法。
背景技术：
镁基复合材料具有高的比强度、比刚度、阻尼性能、耐磨性及耐高温性能，因而 在对轻质高强材料需求迫切的航空航天、汽车等高技术领域中具有良好的应用前景。 与连续纤维增强相相比，非连续增强金属基复合材料，特别是颗粒增强金属基复合材 料具有成本低，制备工艺简单等特点，已经备受人们的关注。 一般来说，微米级的增 强颗粒主要用来提高镁合金的强度和硬度等，然须加入高含量的增强颗粒，镁基复合 材料的塑軔性降低.研究人员发现很少体积分数的纳米级增强相就可使金属基复合材 料获得很好的增强效果，同时也能保持较好的延展性。
传统的金属基复合材料的制备方法主要有粉末冶金法和搅拌铸造法。粉末冶金法 存在工艺复杂、成本较高、难以制造大尺寸形状复杂件的问题，而搅拌铸造法存在增 强相难以分布均勾的问题。鉴于超声技术在金属液处理方面的成功应用，人们尝试了 采用高能超声制备金属基复合材料，高能超声振动时产生的声空化和声流效应能够在 极短的时间内显著改善增强颗粒与熔体间的润湿性，并迫使增强颗粒在熔体中均匀分 散，且对溶体合金无污染，是一种较为理想的制备金属基复合材料的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用超声波制备SiCp/AZ31镁基纳米复合材料的方法。 本发明是通过以下技术方案实现的。
首先将纳米SiC粉体加入到乙醇溶液中进行超声分散预处理，然后对预处理混合 溶液进行烘干、碾磨处理；将AZ31镁合金放入坩埚内加热至熔化，并在640 650'C 温度范围内保温，把变幅杆伸入到熔体表面以下，超声5~10分钟，超声功率为600~ 650W.将预处理好的纳米SiC粉体按质量百分比为0.1-2.0 %的量用锡箔纸包覆，加 入到AZ31镁合金熔体中，相同超声功率下继续超声15~20分钟，浇铸取样。
本发明所述的AZ31镁合金成份含量为Al 2. 5 % ~ 3. 0% , Mn 0. 29 % ， Zn 0. 70% ~ 1.30%, Si 0.08%, Cu 0.03%, Fe 0.04%，余量为Mg。
本发明的技术效果是采用本发明制备的镁基纳米复合材料，纳米SiC颗粒在基 体中的分散均匀，抗粒强度和屈服强度较基体分别提高了 9.0%~19.0%和20.5%~ 30.0%，同时保持了基体较高的延展性，而且制备工艺简单、安全可靠、无三废污染。
附图为本发明纳米SiC颗粒在AZ31合金中的分散情况。
具体实施例方式
本发明将通过以下实施例作进一步的说明。实施例1。
将纳米SiC粉体加入到乙醇溶液中进行超声分散预处理，然后对预处理混合溶液 进行烘干、碾磨处理；将AZ31镁合金放入坩埚内加热至熔化，并在640'C进行保温， 把变幅杆伸入到熔体表面以下，650W超声功率下，超声5分钟；将预处理好的纳米SiC 粉体按质量百分比为0.5%的量用锡箔纸包覆，加入到AZ31镁合金熔体中，相同功率 下继续超声15分钟，浇铸取样。
其抗拉强度为275.2、屈服强度为209.65、延伸率为13. 7%
实施实2。
将纳米SiC粉体加入到乙醇溶液中进行超声分散预处理，然后对预处理混合溶液 进行烘干、碾磨处理；将AZ31镁合金放入坩埚内加热至熔化，并在650'C进行保温， 把变幅杆伸入到熔体表面以下，630W超声功率下，超声10分钟；将预处理好的纳米 SiC粉体按质量百分比为1.0 %的量用锡箔纸包覆，加入到AZ31镁合金熔体中，相同 功率下继续超声20分钟，浇铸取样。
其抗拉强度为299.5、屈服强度为220.54、延伸率为12.8% 实施例3
将纳米SiC粉体加入到乙醇溶液中进行超声分散预处理，然后对预处理混合溶液 进行烘干、碾磨处理；将AZ31镁合金放入坩埚内加热至熔化，并在645匸进行保温， 把变幅杆伸入到熔体表面以下，600W超声功率下，超声8分钟；将预处理好的纳米SiC 粉体按质量百分比为2，0%的量用锡箔纸包覆，加入到AZ31镁合金熔体中，相同功率 下继续超声18分钟，浇铸取样。
其抗拉强度为295.3、屈服强度为215.20、延伸率为13.4%, 从附图中的纳米SiC颗粒在AZ31镁合金中的分散情况可以看到，由于SiC和镁合 金导电性能不一样，所以在图中表现为黑色部分为镁合金基体，白色亮点部分为SiC。 从实验结果中可以看出，超声法制备的AZ31合金中的SiC颗粒得到了弥散的分布，且 复合材料中没有明显的气孔和颗粒偏聚之类的缺陷。
权利要求
1、一种超声波制备SiCp/AZ31镁基纳米复合材料的方法，AZ31镁合金成份含量为Al 2.5％～3.0％，Mn 0.29％，Zn 0.70％～1.30％，Si 0.08％，Cu 0.03％，Fe 0.04％，余量为Mg，其特征是首先将纳米SiC粉体加入到乙醇溶液中进行超声分散预处理，然后对预处理混合溶液进行烘干、碾磨处理；将AZ31镁合金放入坩埚内加热至熔化，并在640～650℃温度范围内保温，把变幅杆伸入到熔体表面以下，超声5～10分钟，超声功率为600～650W；将预处理好的纳米SiC粉体按质量百分比为0.1-2.0％的量用锡箔纸包覆，加入到AZ31镁合金熔体中，相同超声功率下继续超声15～20分钟，浇铸取样。
全文摘要
一种超声波制备SiCp/AZ31镁基纳米复合材料的方法，属金属材料制备领域，将纳米SiC粉体加入到乙醇溶液中进行超声分散预处理，然后对预处理混合溶液进行烘干、碾磨处理；将AZ31镁合金放入坩埚内加热至熔化，并在640～650℃温度范围内保温，把变幅杆伸入到熔体表面以下，超声5～10分钟，超声功率为600～650W；将预处理好的纳米SiC粉体按质量百分比为0.1-2.0％的量用锡箔纸包覆，加入到AZ31镁合金熔体中，相同超声功率下继续超声15～20分钟，浇铸取样，本发明纳米SiC颗粒在基体中的分散均匀，抗拉强度和屈服强度较基体分别提高了9.0％～19.0％和20.5％～30.0％，同时保持了基体较高的延展性，且制备工艺简单、安全可靠、无三废污染。
文档编号C22C1/05GK101532098SQ200910115219
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者凌李石保, 志 胡, 洪 闫 申请人:南昌大学