专利名称：一种原位Mg<sub>2</sub>Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法
技术领域：
本发明属于复合材料制备技术领域，特别涉及复合材料的组织细化方法。
背景技术：
颗粒增强镁基复合材料具有比强度高、比模量高、阻尼减震性能优良等诸多优点而成为航空、航天及汽车制造等领域的理想材料之一。Mg2Si具有密度(1.99g/cm_3)低、熔点(io85°c)高、热膨胀系数(7.5xio- Vr1)低等优点，成为镁基复合材料的理想增强体。原位Mg2Si颗粒增强镁基复合材料具有界面结合良好、无污染等优点，但制备的复合材料中的Mg2Si颗粒在基体中以粗大的中国汉字状形式存在，限制了复合材料机械性能的提高，改善复合材料中的第二相形貌成为制备性能优越的原位Mg2Si颗粒增强镁基复合材料的难·点。超声处理作为一种改善合金相形貌、细化晶粒和除气除渣等作用的高效方法，具有超声效应瞬时化、工艺流程短、设备简单、操作方便等优点，为原位Mg2Si颗粒增强镁基复合材料的组织细化工艺指引了一个新的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法。本发明是通过以下技术方案实现的。首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚中加热至740 760°C，加入Si占熔体质量百分比为I. (Fd^Al-Si中间合金并保温40 60min ;然后降温至660 710°C时，采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声处理，超声处理时间控制在360s以内，最后在坩埚中直接水冷，获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。所述Al-Si中间合金中的Si的质量百分比为23. 5% 24. 5%，余量为Al ;Mg-Al-Mn-Zn合金中Al的质量百分比为5. 6% 6. 4%, Mn的质量百分比为0. 2% 0. 4%, Zn的质量百分比为0. 15% 0. 2%，余量为Mg。本发明的技术效果是得到的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn复合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)细小、均勻，其中Mg2Si主要呈纤维状、颗粒状;Mg17Al12±要呈颗粒状，能够更好的符合原位颗粒增强镁基复合材料的应用领域。
图I为本发明实施实例I条件下原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的显微组织。图2为本发明实施实例2条件下原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的显微组织。
具体实施例方式本发明将通过以下实施例作进一步说明。本实施例中所述的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料，是通过原位合成结合超声处理制备的，其中Si占熔体质量百分比为1.0%。实施例I。将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚(上口内径①50，底部内径0 30)中加热至740°C，加入Si占熔体质量百分比为I. (Fd^Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至680°C时，采用功率600W的连续超声对熔体处理60s，最后在坩埚中直接水冷，获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。
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实施例2。将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚(上口内径①50，底部内径0 30)中加热至740°C，加入Si占熔体质量百分比为1.0%的Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至680°C时，采用功率300W的连续超声对熔体处理60s，最后在坩埚中直接水冷，获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。从图1、2中可以看出，采用本发明得到的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn复合材料中的第二相(Mg2SlMg17Al12)细小、均匀，其中Mg2Si主要呈纤维状、颗粒状;Mg17Al12主要呈颗粒状，能够更好的符合原位颗粒增强镁基复合材料的应用领域。
权利要求
1. 一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法,其特征是首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按I : I的质量比配料并放入锥形铁坩埚中加热至740 760V，加入Si占熔体质量百分比为I. 0%的Al-Si中间合金并保温40 60min ;然后降温至660 710°C时，采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声处理360s以内，最后在坩埚中直接水冷，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护； 所述Al-Si中间合金中的Si的质量百分比为23. 5% 24. 5%，余量为Al ;Mg-Al-Mn_Zn合金中Al的质量百分比为5. 6% 6. 4%，Mn的质量百分比为0. 2% 0. 4%，Zn的质量百分比为0. 15% 0. 2%，余量为Mg。
全文摘要
一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法，其特征是首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按1:1的质量比配料并放入锥形铁坩埚中加热至740～760℃，加入Si占熔体质量百分比为1.0%的Al-Si中间合金并保温40～60min；然后降温至660～710℃时，采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声处理360s以内，超声处理后在坩埚中直接水冷获得复合材料，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。本发明得到的原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn复合材料中的第二相(Mg2Si、Mg17Al12)细小、均匀，其中Mg2Si主要呈纤维状、颗粒状；Mg17Al12主要呈颗粒状，能够更好的符合原位颗粒增强镁基复合材料的应用领域。
文档编号C22C1/03GK102787265SQ201210262559
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者胡志, 贺儒, 闫洪, 饶远生, 黄碧浩 申请人:南昌大学