專利名稱：超聲波制備SiCp/AZ61鎂基納米復合材料的方法
技術領域：
本發明屬金屬材料制備領域，特別涉及一種用超聲波制備鎂基納米復合材料的方法。
背景技術：
鎂基復合材料具有高的比強度、比剛度、阻尼性能、耐磨性及耐髙溫性能，因而 在對輕質髙強材料需求迫切的航空航天、汽車等高技術領域中具有良好的應用前景。 與連續纖維增強相相比，非連續增強金屬基復合材料，特別是顆粒增強金屬基復合材 料具有成本低，制備工藝簡單等特點，已經備受人們的關注。 一般來說，微米級的增 強顆粒主要用來提髙鎂合金的強度和硬度等。然而，當增強顆粒的含量太髙時，鎂基 復合材料的塑韌性降低。研究人員發現很少體積分數的納米級增強相就可使金屬基復 合材料獲得很好的增強效果，同時也能保持較好的延展性。
傳統的金屬基納米復合材料的制備方法主要有粉末冶金法和攪拌鑄造法.粉末冶 金法存在工藝復雜、成本較髙、難以制造大尺寸形狀復雜件的問題，而攪拌鑄造法也 存在增強相難以分布均勻的問題。鑒于超聲技術在金屬液處理方面的成功應用，人們 嘗試了釆用高能超聲制備金屬基復合材料，髙能超聲振動時產生的聲空化和聲流效應 能夠在極短的時間內同時改善增強相在基體中的潤濕與分散，且對溶體合金無污染， 是一種較為理想的制備金屬基復合材料的方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種用超聲波制備SiCp/AZ61鎂基納米復合材料的方法. 本發明是通過以下技術方案實現的.
首先將納米SiC,加入到乙酵溶液中進行超聲分散預處理，然后對預處理混合 溶液進行烘干、碾磨處理；將AZ61鎂合金放入坩堝內加熱至熔化，并在640'C~650r 范圍內進行保溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，600W 650W超聲功率下，超聲5~ IO分鐘；將預處理好的納米SiC旨按質量百分比為0.1-2.0沐的量用錫箔紙包覆， 加入到AZ61鎂合金熔體中，相同超聲功率下繼續超聲處理15~20分鐘，澆鑄取樣。
本發明所述的鎂合金成份含量為Al 5. 8 % ~ 7. 2 % , Mn 0. 29 % ， Zn 0. 40 % ~ 1. 5 %， Si 0. 10%, Cu 0.05%, NiO. 05%， Fe 0. 005%，其它0. 30% ，.余量為Mg。
本發明的技術效果是采用本發明制備妁鎂基納米復合材料，納米SiC顆粒在基 體中的分散均勻，其抗拉強度提髙了 13.554-25%,維氏硬度提髙了 16.8%~42.4%.同 時，復合材料保持了基體較高的延展性，而且制備工藝簡單、安全可靠、無三廢污染。
附圖為本發明納米SiC顆粒在AZ61合金中的分散情況。 具.體實施方式
本發明將通過以下實施例作進一步的說明。實施例1。
首先將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進行超聲分散預處理，然后對預處理混合 溶液進行烘干、碾磨處理；將AZ61鎂合金放入坩堝內加熱至熔化，并在640'C進行保 溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，650W超聲功率下，超聲5分鐘；將預處理好的納 米SiC粉體按質量百分比為0.5%的量用錫箔紙包覆，加入到AZ61鎂合金熔體中，再 超聲處理15分鐘，澆鑄取樣。
本實施例中，納米SiC顆粒增強AZ61鎂基復合材料的抗拉強度達到295MPa,較 基體提高了13.5%,其維氏硬度達到61.2，延伸率為13.8%。
實施例2
首先將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進行超聲分散預處理，然后對預處理混合 溶液進行烘干、碾磨處理；將AZ61鎂合金放入坩堝內加熱至熔化，并在650^進行保 溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，600W超聲功率下，超聲IO分鐘；將預處理好的 納米SiC粉體按質量百分比為l.Q %的量用錫箔紙包覆，加入到AZ61鎂合金熔體中， 再超聲處理20分鐘，澆鑄取樣。
本實施例中，納米SiC顆粒增強AZ61鎂基復合材料的抗拉強度達到325MPa，較 基體提高了25%,其維氏硬度達到70.4。，延伸率為13.4%。
實施例3。
首先將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進行超聲分散預處理，然后對預處理混合 溶液進行烘干、碾磨處理；將AZ61鎂合金放入坩堝內加熱至熔化，并在645C進行保 溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，600W超聲功率下，超聲8分鐘；將預處理好的納 米SiC粉體按質量百分比為1.5%的量用錫箔紙包覆，加入到AZ61鎂合金熔體中，再 超聲處理18分鐘，澆鑄取樣。
本實施例中，納米SiC顆粒增強AZ61鎂基復合材料的抗拉強度達到316MPa，較 基體提髙了21.5 4;其維氏硬度達到74.6,，延伸率為13.1t.
從附圖1的納米SiC顆粒在AZ61鎂合金中的分散情況可以看到，由于SiC和鎂合 金導電性能不一樣，所以在圖中表現為黑色部分為鎂合金基體，白色亮點部分為SiC. 從實驗結果中可以看出，超聲法制備的AZ61合金中的SiC顆粒得到了彌散的分布，且 復合材料中沒有明顯的氣孔和顆粒偏聚之類的缺陷。
權利要求
1、一種超聲波制備SiCp/AZ61鎂基納米復合材料的方法，鎂合金成份含量為Al5.8％～7.2％，Mn 0.29％，Zn 0.40％～1.5％，Si 0.10％，Cu 0.05％，Ni 0.05％，Fe 0.005％，其它0.30％，余量為Mg，其特征是首先將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進行超聲分散預處理，然后對預處理混合溶液進行烘干、碾磨處理；將AZ61鎂合金放入坩堝內加熱至熔化，并在640℃～650℃范圍內進行保溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，600W～650W超聲功率下，超聲5～10分鐘；將預處理好的納米SiC粉體按質量百分比為0.1-2.0％的量用錫箔紙包覆，加入到AZ61鎂合金熔體中，相同超聲功率下繼續超聲處理15～20分鐘，澆鑄取樣。
全文摘要
一種超聲波制備SiCp/AZ61鎂基納米復合材料的方法，屬金屬材料制備領域，將納米SiC粉體加入到乙醇溶液中進行超聲分散預處理，然后對預處理混合溶液進行烘干、碾磨處理；將AZ61鎂合金放入坩堝內加熱至熔化，并在640℃～650℃范圍內進行保溫，把變幅桿伸入到熔體表面以下，600W～650W超聲功率下，超聲5～10分鐘；將預處理好的納米SiC粉體按質量百分比為0.1-2.0％的量用錫箔紙包覆，加入到AZ61鎂合金熔體中，相同超聲功率下繼續超聲處理15～20分鐘，澆鑄取樣，本發明納米SiC顆粒在基體中的分散均勻，抗拉強度提高了13.5％～25％，維氏硬度提高了16.8％～42.4％，保持了基體較高的延展性，制備工藝簡單、安全可靠、無三廢污染。
文檔編號C22C23/02GK101532099SQ20091011522
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月22日 優先權日2009年4月22日
發明者志 胡, 洪 閆 申請人:南昌大學