专利名称：一种镁合金复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于金属材料领域，具体地说是一种镁合金复合材料及其制备方法。
背景技术：
在金属材料领域中，各种合金的应用越来越广泛，但因为成本或合金自身强度的原因而受到很多限制，因此纤维及其对镁的作用受到了重视。石墨(碳)纤维和镁存在界面反应，生成大量反应产物，形成聚集的脆性相和界面反应产物脆性层，造成纤维等增强体严重损伤，材料的性能急剧下降。如果要解决界面反应问题，可采取碳纤维涂层方式，但工艺复杂，成本高。采用真空热压工艺制备钛纤维增强钛合金复合材料。该技术采用钛纤维增强钛合金，复合材料的重量较大，不能满足比强度更高的要求。并且钛纤维不会赋予基体合金磁性。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种轻质铁钴合金纤维增强镁合金复合材料及其制备方法，该复合材料的性能优越，强度高，并且具有软磁性能。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种镁合金复合材料，该复合材料以镁合金为基体，在镁合金基体上分布着铁钴合金纤维，其中钴合金纤维的 直径为10-20 μ m，铁钴合金纤维占复合材料的体积百分数为70-80%
该镁合金基体的化学成分的重量百分含量A1为8.5%，Fe为O. 04%，Co为O. 04%，其余为Mg ；
铁钴合金纤维的化学成分的重量百分含量=Co为46%，V为3. 8%, Ni为2%，Sr为O. 02%,Sm 为 O. 02%, Nd 为 O. 07%,其余为 Fe。一种镁合金复合材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤
铁钴合金纤维的准备按重量百分含量Co为46%，V为3. 8%, Ni为2%，Sr为O. 02%,Sm为O. 02%, Nd为O. 07%,其余为Fe进行配料，将原料置入带有加热装置的升液管内熔化而形成铁钴合金液，熔化温度为1580-1600°C ;合金液通过升液管与旋转的水冷铜合金转轮凸缘接触，水冷铜合金转轮凸缘将合金液拽出，形成铁钴合金纤维，转轮凸缘的线速度为20-25m/s，形成铁钴合金纤维的直径为10-20 μ m ;转轮开转前开启转轮水冷系统，水冷系统进水温度小于30 °C ；
然后将形成铁钴合金纤维成束放置于有加热装置的底部通真空系统的钢制模具的空腔中，制成铁钴合金纤维预制体，控制铁钴合金纤维体积占钢制模具空腔体积的50%-65% ；开启模具加热装置，控制温度为450-550°C ；
镁合金液的准备按重量百分含量Al为8. 5%，Fe为O. 04%, Co为O. 04%,其余为Mg进行配料，将原料在680-720°C温度下熔化成镁合金液；
开启真空系统，将上述镁合金液体浇入上述接通真空系统的钢制模具内的铁钴合金纤维预制体的上面，并注满模具，镁合金液体在真空压力作用下渗入铁钴合金纤维预制体，关闭模具加热装置，在该钢制模具内冷却凝固，形成镁合金复合材料。本发明的有益效果如下
本发明的铁钴合金纤维中的Co、V、N1、Fe、Nd元素共同作用可保证合金具有较高磁性；铁钴合金纤维中的Sm、Sr、Nd元素共同作用可保证铁钴合金纤维合金具有较高强度。本发明合金制备工艺简便，生产的合金材料性能好，而且生产成本低，非常便于工业化生产。
具体实施例方式实施例1
铁钴合金纤维的准备
铁钴合金纤维的各成份重量百分含量按=Co为46%，V为3. 8%, Ni为2%，Sr为O. 02%,Sm为O. 02%, Nd为O. 07%,其余为Fe进行配料将原料置入带有加热装置的升液管内熔化而形成铁合金液，熔化温度为1580°C ;该升液管下部套装有柱塞，柱塞在动力装置带动下可沿升液管上、下移动，柱塞上移时可将升液管内液面抬高，从而便于转轮凸缘将合金液拽出，形成细晶铜纤维，转轮采用轮缘有凸缘的水冷铜合金转轮。合金液通过升液管与旋转的水冷铜合金转轮凸缘接触，水冷铜合金转轮凸缘将合金液拽出，形成铁钴合金纤维，转轮凸缘的线速度为20m/s。铁钴合金基合金材料纤维的直径为10 μ m ;转轮开转前开启转轮水冷系统，水冷系统进水温度小于30 °C ； 然后将铁钴合金基合金材料纤维成束放置于有加热装置的底部通真空系统的钢制模具的空腔中，铁钴合金基合金材料纤维体积占金属模具空腔体积的60%，制成铁钴合金纤维预制体；开启模具加热装置，控制温度为450°C ；
镁合金液的准备镁合金基体的各成份的重量百分含量按A1为8. 5%，Fe为O. 04%, Co为O. 04%,其余为Mg进行配料；将原料在680°C温度下熔化成镁合金液；
将上述镁合金液体浇入上述接通真空系统的钢制模具内的铁钴合金纤维预制体的上面，并注满模具，镁合金液体在相对真空度为_20Kpa的压力作用下渗入铁钴合金纤维预制体，此时可关闭模具加热装置，合金在钢制模具内保持真空度冷却，即冷却凝固形成铁钴合金纤维增强镁合金复合材料，其中铁钴合金纤维占基体体积的60%。本实施例制得的铁钴合金纤维增强镁合金复合材料的金相组织，在镁合金基体和铁钴合金纤维界面结合良好。
权利要求
1.一种镁合金复合材料，该复合材料以镁合金为基体，在镁合金基体上分布着铁钴合金纤维，其中钴合金纤维的直径为10-20 μ m，铁钴合金纤维占复合材料的体积百分数为70-80% 该镁合金基体的化学成分的重量百分含量A1为8.5%，Fe为O. 04%，Co为O. 04%，其余为Mg ； 铁钴合金纤维的化学成分的重量百分含量=Co为46%，V为3. 8%, Ni为2%，Sr为O. 02%,Sm 为 O. 02%, Nd 为 O. 07%,其余为 Fe。
2.—种权利要求1所述镁合金复合材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤 铁钴合金纤维的准备按重量百分含量Co为46%，V为3. 8%, Ni为2%，Sr为O. 02%,Sm为O. 02%, Nd为O. 07%,其余为Fe进行配料，将原料置入带有加热装置的升液管内熔化而形成铁钴合金液，熔化温度为1580-1600°C ;合金液通过升液管与旋转的水冷铜合金转轮凸缘接触，水冷铜合金转轮凸缘将合金液拽出，形成铁钴合金纤维，转轮凸缘的线速度为20-25m/s，形成铁钴合金纤维的直径为10-20 μ m ;转轮开转前开启转轮水冷系统，水冷系统进水温度小于30 °C ； 然后将形成铁钴合金纤维成束放置于有加热装置的底部通真空系统的钢制模具的空腔中，制成铁钴合金纤维预制体，控制铁钴合金纤维体积占钢制模具空腔体积的50%-65% ；开启模具加热装置，控制温度为450-550°C ； 镁合金液的准备按重量百分含量Al为8. 5%，Fe为O. 04%, Co为O. 04%,其余为Mg进行配料，将原料在680-720°C温度下熔化成镁合金液； 开启真空系统，将上述镁合金液体浇入上述接通真空系统的钢制模具内的铁钴合金纤维预制体的上面，并注满模具，镁合金液体在真空压力作用下渗入铁钴合金纤维预制体，关闭模具加热装置，在该钢制模具内冷却凝固，形成镁合金复合材料。
全文摘要
本发明公开了一种镁合金复合材料及其制备方法，该复合材料以镁合金为基体，在基体上分布着铁钴合金纤维，铁钴合金纤维占复合材料的体积百分数为70-80%该镁合金基体的化学成分的重量百分含量Al为8.5%，Fe为0.04%，Co为0.04%，其余为Mg；铁钴合金纤维的化学成分的重量百分含量Co为46%，V为3.8%，Ni为2%，Sr为0.02%，Sm为0.02%，Nd为0.07%，其余为Fe；该复合材料的性能优越，强度高，并且具有软磁性能。其制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
文档编号C22C47/12GK103060728SQ20121049182
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者鲁平才 申请人:江苏兆鋆新材料科技有限公司