專利名稱：：非晶顆粒增強鎂基復合材料及其制備工藝的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種金屬基復合材料及其制備工藝，尤其涉及一種鎂基復合材料及其制備工藝。
背景技術：
：非晶合金由于具有很高的強度、硬度、彈性模量和耐蝕性等特點，在航空航天器件、精密機械、信息等領域顯示出重要的應用價值，近年來關于塊體非晶合金材料的研究已經引起了來自物理、化學和材料科學各領域科技工作者的重視，它被認為是最有潛力的新一代結構材料。非晶合金突出的力學性能，構成了作為復合材料增強相的重要條件。中國發明專利"鎂基復合材料或鎂合金復合材料的生產方法"CN98109439.2公開了一種采用碳化硅顆粒、三氧化二鋁短纖維等具有陶瓷力學性能的非金屬增強鎂或鎂合金，得到了具有優良力學性能的陶瓷材料增強鎂基復合材料，但該發明的增強體為晶態非金屬材料，與金屬基體的潤濕性不佳，導致增強體和基體的界面結合性不好；文獻[FabricationofNi-Nb-TametallicglassreinforcedAl-basedalloymatrixcompositesbyinfiltrationcastingprocess,ScriptaMaterialia,50(2004):1367-1371公開了一種采用壓鑄工藝制備出的39.2Ni-20.6Nb-40.2Ta(重量百分比)薄片狀非晶增強Al-6.5Si-0.25Mg(重量百分比)復合材料，使非晶增強相的鋁基復合材料的屈服強度和斷裂強度均得到明顯提高，但該方法目前僅限于實驗室采用，不適合工業生產。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種性能更好、更穩定的非晶顆粒增強鎂基符合材料及其制備工藝，該材料采用非晶金屬增強顆粒可與鎂及鎂合金基體的界面很好的結合。為解決上述技術問題本發明所采用的技術方案如下一種非晶增強鎂基復合材料，該材料包括粒徑小于150um的非晶增強顆粒NixMyTz和鎂基合金MgaAlbQcRd，增強顆粒的體積分數《50%，其中x,y,z為原子百分比，x+y+z=100;30《x《70，3《y《50，0《z《35，M表示Zr，Nb的一種或兩種，T表示Ta，Ti，Hf，Ti，Si，Pd，P,Sn,Co,Mo，B，Cr,Al中的至少一種，作為基體材料的鎂合金MgaAlbQcRd粒徑《400um，其中a+b+c+d=100為重量百分比，80《a《100，0《b《18，0《d《3,Q表示Mn，Zn的一種或兩種，R表示Ce,Zr,Cu,Ni，Si，Fe，B，Gd的至少一種。同時，本發明提供了上述非晶增強鎂基復合材料的制備工藝a.將鎂合金顆粒與非晶增強顆粒均勻混合，非晶增強顆粒的體積分數《50%，其中非晶增強顆粒NixMyTz粒徑小于150"m，增強顆粒的體積分數《50%，x，y,z為原子百分比，x+y+z=100;30《x《70,3《y《50，0《z《35，M表示Zr，Nb的一種或兩種，T表示Ta，Ti,Hf，Ti，Si,Pd，P,Sn，Co,Mo，B，Cr,Al中的至少一種，作為基體材料的鎂合金MgaAlbQcRd粒徑《400um，a+b+c+d=100為重量百分比，80《a《100，0《b《18，0《d《3,Q表示Mn，Zn的一種或兩種，R表示Ce,Zr，Cu，Ni，Si，Fe，B，Gd的至少一種。b.冷壓壓制，冷壓壓力為30-250MPa，然后在熱壓燒結爐中進行燒結，熱壓壓力為5-60MPa,燒結溫度為500-700°C，燒結時間為30-180分鐘。本發明的非晶顆粒增強鎂基復合材料所采用的非晶態金屬增強體具有典型的金屬特性，可與鎂及鎂合金基體的界面很好的結合，從而更有利于提高材料在使用過程中的可靠度，同時上述非晶顆粒增強鎂基復合材料的制備工藝更加簡化，適于工業生產。圖1是本發明非晶增強鎂基復合材料制備工藝的程序框圖;具體實施例方式為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明根據上述基體材料、增強體材料和技術方案提供如表一所示的實施例基體成分(重量百分比)No.1100懇gNo.290%Mg，9%A1，0.2%Mn,0.8%ZnNo.380%Mg，15%A1，1.6%Mn，1.4%Zn,1.0%Si,0.5%Cu，0.3%Ni，0.2%FeNo.481.9%Mg，18%A1,0.l%MnNo.582%Mg，13%A1，0.5%Mn，4.5%ZnNo.680%Mg,14%A1，1.6%Mn,1.4%Zn，0.5%Ce，1.0%Zr，1.3%B，0.2%Gd其基體材料粒徑分別為400um、300um、200nm、250um、300um、300um。增強體成分(原子百分比)No.160%Ni，40%NbNo.257.5%Ni，7.5%Nb，32.5%Ta，2.5%PNo.357.5°/oNi，28%Zr，7%Nb,7.5%A1No.430%Ni，30%Zr，20%Nb，3.5%Ti，1.5%Hf,7.5Ti，7.5SiNo.570%Ni，3%Nb，ll%Pd,14%Sn,2%CoNo.660%Ni，35%Zr，0.5%Mo，3.5%B，1%Cr，其增強顆粒粒徑分別為149um、lOOym、120ym、130ym、80um、30um。表一非晶增強鎂基復合材料的技術方案<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發明，增強體顆粒所占體積分數可調，所采用的熱壓燒結溫度較低，避免了基體熔融金屬與非晶顆粒之間的反應以及非晶顆粒的晶化，非晶增強顆粒與基體金屬界面結合良好，且能彌散均勻分布在基體金屬內。從表二中力學性能的測試結果可以看出，非晶增強鎂基復合材料具有明顯高于鎂合金的力學性能。表二鎂合金和非晶增強鎂基復合材料的力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1.一種非晶顆粒增強鎂基復合材料，其特征在于該材料包括粒徑小于150μm的非晶增強顆粒NixMyTz和鎂基合金MgaAlbQcRd，增強顆粒的體積分數≤50％，其中x，y，z為原子百分比，x+y+z＝100；30≤x≤70，3≤y≤50，0≤z≤35，M表示Zr，Nb的一種或兩種，T表示Ta，Ti，Hf，Ti，Si，Pd，P，Sn，Co，Mo，B，Cr，Al中的至少一種，作為基體材料的鎂合金MgaAlbQcRd粒徑≤400μm，其中a+b+c+d＝100為重量百分比，80≤a≤100，0≤b≤18，0≤c≤5，0≤d≤3，Q表示Mn，Zn的一種或兩種，R表示Ce，Zr，Cu，Ni，Si，Fe，B，Gd的至少一種。2.—種如權利要求1所述的非晶顆粒增強鎂基復合材料的制備工藝，其特征在于a.將鎂合金顆粒與非晶增強顆粒均勻混合，非晶增強顆粒的體積分數《50%，其中非晶增強顆粒NixMyTz粒徑小于150um，x,y,z為原子百分比，x+y+z=100;30《x《70，3《y《50，0《z《35，M表示Zr，Nb的一種或兩種，T表示Ta，Ti，Hf,Ti,Si,Pd，P，Sn，Co，Mo，B,Cr,Al中的至少一種，作為基體材料的鎂合金MgaAlbQcRd粒徑《400um，a+b+c+d=100為重量百分比，80《a《100,0《b《18,Q表示Mn，Zn的一種或兩種，R表示Ce，Zr，Cu，Ni，Si，Fe，B，Gd的至少一種。b.冷壓壓制，冷壓壓力為30-250MPa，c.然后在熱壓燒結爐中進行燒結，熱壓壓力為5-60MPa，燒結溫度為500-70(TC，燒結時間為30-180分鐘。全文摘要本發明公開了一種非晶增強鎂基復合材料及其制備工藝，該材料包括非晶顆粒NixMyTz和鎂基合金MgaAlbQcRd，其中30≤x≤70，3≤y≤50，0≤z≤35；80≤a≤100，0≤b≤18，0≤c≤5，0≤d≤3。同時，本發明提供了上述非晶增強鎂基復合材料的制備工藝將鎂合金顆粒與非晶合金顆粒均勻混合，冷壓壓制，冷壓壓力為30-250MPa，然后在熱壓燒結爐中進行燒結，熱壓壓力為5-60MPa，燒結溫度為500-700℃，燒結時間為30-180分鐘。本發明的非晶顆粒增強鎂基復合材料所采用的非晶態金屬增強體具有典型的金屬特性，可與鎂及鎂合金基體的界面很好的結合，從而更有利于提高材料在使用過程中的可靠度，同時上述非晶顆粒增強鎂基復合材料的制備工藝更加簡化，適于工業生產。文檔編號C22C1/04GK101368242SQ200810201239公開日2009年2月18日申請日期2008年10月16日優先權日2008年10月16日發明者勇劉,軍盧,王鵬飛,莫文劍申請人:上海市機械制造工藝研究所有限公司