[发明专利]一种镁铝合金的SiC颗粒碾磨增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁铝合金的SiC颗粒碾磨增强方法，属有色金属合金增加强度，提高力学性能的技术领域。

背景技术

有色金属合金中的镁铝合金，是最常用的有色轻金属合金材料，镁铝合金比重小、密度小、重量轻，常在军事工业、汽车工业、电子工业、航空航天工业领域得到应用；但由于它的轻金属结构特性，尤其是它的高温力学性能和热性能较低，极大的限制了它的应用范围。

为了改变镁铝合金的金相结构，使镁铝合金既具备低密度、低热膨胀系数，又具备高强度、高模量，必须对镁铝合金进行增强处理。

镁铝合金的增强方法也有多种形式，例如熔铸法，即旋涡搅拌法，虽然工艺简单，但旋涡会使材料的吸气量增加，只适合较大的金相颗粒，即50-100μm颗粒；例如液态金属搅拌法，是在真空条件下，用多级叶片组成的搅拌器进行搅拌混合，搅拌时液面只产生很小的旋涡，避免了气体的卷入，但该方法存在增强相颗粒成团和偏聚问题，也没有完全解决增强颗粒与金属液之间的浸润问题，而且该方法设备复杂，只适用于直径大于10μm颗粒；例如专利号200510011526.0专利，即真空机械双熔铸法，存在增强相均匀分散问题，涡流搅拌及气体送粉引起的吸气、增强相与基体的不浸润性，增强相的团聚问题仍未解决；以前的制备方法往往只注重增强相的均匀分散性，而对增强相与基体间的界面结合状况考虑较少；事实是金属基与增强相之间的界面担负着将载荷从基体传递至增强相的作用，是影响材料性能、制约材料应用的重要因素。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对背景技术的不足，采用一种新的增强技术，将增强相碳化硅颗粒碾磨于镁铝合金中，在碾磨釜内，在加热熔化、充二氧化碳+六氟化硫气体状态下，对其进行碾磨、剪切，使镁铝合金与增强相碳化硅颗粒熔为一体，均匀分散并紧密结合，以大幅度提高镁铝合金的强度和力学性能，从而扩大其在工业上的应用范围。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁铝合金块、碳化硅粉、水玻璃、白垩粉、去离子水、二氧化碳气体、六氟化硫气体、细砂，其组合用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

镁铝合金块：AZ61mgAl  10000g±50g

碳化硅粉：SiC         4000g±50g

水玻璃：Na₂S₂O₄       100g±1g

白粉：Ca(HCO₃)₂       20g±1g

去离子水：H₂O         2000ml±100ml

二氧化碳气体：CO₂     4000000cm³±100cm³

六氟化硫气体：SF₆     400000cm³±100cm³

细砂：5000g

增强方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

镁铝合金块：固态固体AZ61镁93％，铝6％，锌1％

碳化硅粉：固态固体        99.8％

水玻璃：固态固体          98％

白垩粉：固态固体          98％

去离子水：液态液体        99.9％

二氧化碳气体：气态气体    98％

六氟化硫气体：气态气体    99.5％

细砂：固态固体砂粒粒径    ≤0.1mm

(2)研磨、过筛碳化硅粉

①将碳化硅粉置于球磨机内，进行研磨，成细粉；

②用625目筛网过筛；

③研磨、过筛反复进行，成碳化硅细粉，细粉颗粒直径≤0.005mm；

(3)制备开合式模具

①用不锈钢材料制作开合式模具；

②模具型腔为山字形，各腔为矩形体；

(4)熔炼镁铝合金

①熔炼镁铝合金在熔炼炉中进行；

②切制镁铝合金块，成10×10×50mm块体；

③将镁铝合金块加入熔炼炉中；

④开启混合气体阀，向熔炼炉中输入CO₂+SF₆混合气体，气体输入速度440cm³/min；