一种含SiC颗粒的高模量稀土镁基复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种含SiC颗粒的高模量稀土镁基复合材料。所述稀土镁基复合材料，包括下述重量百分比含量的组分：1.0-15.0％重稀土，1.0-10.0％钇和/或钕1.0～15.0％的SiC，1.0～5.0％的锡、锑和锌中至少一种，余量为镁。本发明的稀土镁基复合材料的制备方法，包括：在镁锭上打孔，对碳化硅颗粒进行表面改性处理，烘干后将其装入孔内；将装有碳化硅颗粒的镁锭放入坩埚中熔铸；经热处理工艺获得稀土镁基复合材料。通过该方法制备的稀土镁基复合材料，具有高的室温强度和弹性模量，较好的塑性。综合性能明显高于现有的稀土镁合金。适于工业化生产。
【专利说明】一种含SiC颗粒的高模量稀土镁基复合材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合材料【技术领域】。进一步地，本发明涉及一种含SiC颗粒的高模量 稀土镁基复合材料。
【背景技术】
[0002] 为达到减重增效的目的，汽车制造业对高性能轻质材料的需求量迅速增长，镁基 合金做为可工业化生产的最轻金属结构材料，受到了特别的重视。
[0003] 作为结构材料，要求具备较好的力学性能，而弹性模量作为一项评价材料可抗弹 性变形能力的重要参量，多用于评价材料的力学性能。
[0004] 从上世纪四十年代以来，国内外相继开发了一系列具备优异性能的镁基合金，其 中，稀土镁基合金因其较好的力学性能发展成为目前商业化最成功的镁基合金材料。即便 如此，目前的稀土镁基合金，其在室温条件下的弹性模量仍然较低，仅为40?45GPa，不能 完全满足工程领域的需求。
[0005] 复合材料作为一种可以替代传统材料的选择，在很多领域发挥着重大的作用。复 合材料中的不同材料在性能上可以取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于 其组成材料而满足不同需求。
[0006] 因此，研发一种稀土镁基复合材料，将是解决上述问题的优选。不仅可以解决弹性 模量较低的问题，同时，也可以解决因单纯提高弹性模量而造成的抗拉强度、延伸率降低的 困扰。
【发明内容】
[0007] 本发明是为了解决上述现有技术问题而完成。其目的在于提供一种稀土镁基复合 材料，该稀土镁基复合材料在室温条件下弹性模量得到显著提高，可达50?70GPa，且抗拉 强度、延伸率优异，易加工制造，满足轻质材料和（或）零部件制造的需求。
[0008] 本发明提供一种稀土镁基复合材料，包括下述组分按重量百分比的组分：
[0009]
【权利要求】
1. 一种稀土镁基复合材料，包括下述重量百分比含量的组分： 重稀土 1.0 ~丨 5.0%， 钇和/或钕 1.0 ~ 10.0%， SiC 1.0~ 15.0%, 锡、锑和辞中至少一种， 1.0 ~ 5.0%， 余量为镁;各组分重量百分之和为100%。
2. 如权利要求1所述的稀土镁基复合材料，其特征在于：所述稀土镁基复合材料包括 如下重量百分含量的组分： 重稀土 2.0 ?15.0%， 钇和/或钕4.0?10.0%， SiC4.0 ?15.0%， 锡、锑和锌中至少一种，0. 1?5. 0%· 余量为镁；各组分重量百分之和为1〇〇%。。
3. 如权利要求2所述的稀土镁基复合材料，其特征在于：所述稀土镁基复合材料包括 如下重量百分含量的组分： 重稀土 5.0 ?-15.0%， 钇和/或钕6.0?10.0%， SiC5.0 ?15.0%， 锡、锑和锌中至少一种，1.0?5.0%· 余量为镁；各组分重量百分之和为1〇〇%。。
4. 如权利要求1?3中任一项所述的稀土镁基复合材料，其特征在于：所述重稀土选 自礼、摘、试、钦、辑、钱、镜和错中的至少一种。
5. 如权利要求1?4中任一项所述的稀土镁基复合材料，其特征在于：所述合金元素 还可包括重量百分含量小于等于2%的活性元素X，该活泼元素选自铝、钛、银、锆、钙、钪、 镧、铈、铕、镨、钷、钐中的任意一种。
6. 如权利要求5所述的稀土镁基复合材料，其中，所述活性元素X的重量百分含量为 0·1?2.0%。
7. 如权利要求6所述的稀土镁基复合材料，其特征在于：所述稀土镁基复合材料由如 下重量百分含量的组分组成： 重稀土 10,0 ~ 15.0%， 钇和/或钕 9.0~ 10.0%, SiC 10.0~ 15.0%, 锡、娣和锌中至少一种，3.0-5.0%. 活性元素X 1.0-2.0%, 余量为镁；各组分重量百分之和为100%。。
8. 权利要求1-7中任意一项所述的稀土镁基复合材料的制备方法，其中，所述制备方 法包括： 1) 在镁锭上打孔；对SiC颗粒进行表面改性处理，烘干后将其装入孔内得到装有SiC 颗粒的镁锭； 2) 熔铸：将步骤1)得到的装有SiC颗粒的纯镁锭在Ar气保护气氛下加热至 730-750°C，待镁锭熔化后，对熔体进行搅拌后，迅速升温至770-780°C，然后，加入其余组 分，精炼扒渣，浇铸，得到铸锭； 上述各组分的添加重量百分含量按照权利要求1-7中任意一项所述稀土镁基复合材 料的组分添加。
9. 如权利要求8所述的稀土镁基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，镁锭 上的孔的直径为2.O?2. 5cm。
10. 如权利要求8或9所述的稀土镁基复合材料的制备方法，，其特征在于：所述步骤 2)中，控制所有中间合金完全熔化及精炼扒渣至浇铸时间小于等于4分钟。
11. 如权利要求8?10任一项所述的稀土镁基复合材料的制备方法，其特征在于：所 述方法还包括将所述铸锭经500-525°C/2-24h均匀化处理及200-250°C/2-72h时效处理 后获得稀土镁基复合材料。
12. 如权利要求8?10任一项所述的稀土镁基复合材料的制备方法，其特征在于：所 述方法还包括将所述铸锭经500-525°C/2-24h均匀化处理后，于300-450°C挤压、热轧或热 锻后进行490-500°C/0· 5-L5h固溶处理，然后，进行200-250°C/2-72h时效处理，分别获 得稀土镁基复合材料挤压材、热轧材或热锻材。
【文档编号】C22C1/10GK104313441SQ201410608329
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】胡继龙 申请人:北京汽车股份有限公司