[发明专利]一种镁合金掺杂SiC颗粒的增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金掺杂SiC颗粒的增强方法，属有色金属提高力学性能及应用的技术领域。

背景技术

镁合金是自然界中能够使用的最轻的金属结构材料，由于模量低、强度低、易磨损、耐高温性能差、热膨胀系数高，限制了其在工业上的应用。

为了提高镁合金的力学性能和扩展其应用范围，必须对镁合金材料进行增强处理，常用的方法有多种形式，例如掺杂增强剂法、热压法、往复挤压法、表面涂镀法和渗金属法，这些方法虽然对不同用途和规格的镁合金起到增强作用，但也存在诸多不足和局限性，例如掺杂增强剂法，有的在镁合金内掺杂颗粒尺寸小于1μm的增强剂粉体颗粒，但颗粒在镁合金中分布不均匀，团聚现象明显，存在使用缺陷；有的在镁合金内掺杂颗粒尺寸大于5μm的增强剂粉体颗粒，由于粗颗粒表面缺陷多，增强效果不够理想，达不到使用要求。

发明内容

发明目的

    本发明的目的是针对背景技术的不足，采用在镁合金中同时掺杂细SiC颗粒和粗SiC颗粒，经熔化、铸造掺杂、锻压、挤压，达到提高镁合金力学性能的目的。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁合金块、细碳化硅、粗碳化硅、氢氟酸、去离子水、六氟化硫、二氧化碳，其准备用量如下：以克、毫升、毫米、微米、厘米³ 为计量单位

镁合金块：AZ91，60mm×60mm×120mm，1块，789.92g±0.01g

细碳化硅：SiC，13.92g±0.01g

粗碳化硅：SiC，136.29g±0.01g

氢氟酸：HF，100mL±1mL

去离子水：H₂O，l0000mL±10mL

六氟化硫：SF₆，5000cm³±50cm³

二氧化碳：CO₂，50000cm³±50cm³

镁合金掺杂SiC颗粒的增强方法如下：

（1）精选化学物质材料

对使用的化学物质材料进行精选，并进行质量纯度、浓度控制：

镁合金块：固态块状

细碳化硅：固态粉体，颗粒直径≤0.3μm，99.9%

粗碳化硅：固态粉体，颗粒直径≤8μm，99.9%

氢氟酸：液态液体，浓度40%

去离子水：液态液体，99.9%

六氟化硫：气态气体，99.99%

二氧化碳：气态气体，99.99%

（2）预处理细碳化硅、粗碳化硅

① 配置氢氟酸水溶液

量取氢氟酸50mL ±0.1mL、去离子水450mL ±0.1mL，置于烧杯中，搅拌5min，成2.24mol/L的氢氟酸水溶液；

② 称取细碳化硅13.92g±0.01g，量取氢氟酸水溶液40mL±0.1mL，置于烧杯中，浸泡24h，成细碳化硅混合液；

③ 称取粗碳化硅136.29g±0.01g，量取氢氟酸水溶液460mL±0.1mL，置于烧杯中，浸泡24h，成粗碳化硅混合液；

④ 分别抽滤

将浸泡的细碳化硅混合液在抽滤瓶上用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼；

将浸泡的粗碳化硅混合液在另一抽滤瓶上用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼；

⑤ 分别洗涤、抽滤

将细碳化硅滤饼置于烧杯中，加入去离子水100mL，搅拌洗涤5min，洗涤后pH值为7；然后在抽滤瓶上用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼；

将粗碳化硅滤饼置于另一烧杯中，加入去离子水1000mL，搅拌洗涤5min，洗涤后pH值为7；然后在抽滤瓶上用微孔滤膜进行抽滤，滤膜上留存产物滤饼；

⑥ 干燥

将细碳化硅滤饼、粗碳化硅滤饼分别装入石英容器中，然后置于干燥箱中干燥，干燥温度80℃，干燥时间720min，然后将干燥温度调至120℃，继续干燥120min；

干燥后成细碳化硅颗粒、粗碳化硅颗粒；

（3）熔铸镁合金、掺杂SiC颗粒

熔炼镁合金、掺杂SiC颗粒是在熔炼坩埚中进行的，是在加热、搅拌、气体保护下完成的；

① 预热细碳化硅颗粒，称取细碳化硅13.92g±0.01g于石英容器中，然后置于预热炉中预热，预热温度400℃，预热时间120min；