[发明专利]低压脉冲磁场与超声复合作用制备金属基复合材料的方法

摘要

本发明涉及金属基复合材料凝固控制领域，具体为一种低压脉冲磁场与超声复合作用制备金属基复合材料的方法。该方法先将作为基体的镁合金或者铝合金在电阻炉中重熔，然后降低加热功率使熔体温度下降半固态温度，保温一段时间加入增强相晶须或碳纳米管并进行机械搅拌，再次升温至液相线以上并保温一段时间，将熔体注入经过预热的石墨模具并置于脉冲磁场和超声复合作用下进行处理，直至合金完全凝固。本发明通过采用低压脉冲磁场与超声共同作用进行处理实现了金属基复合材料的制备，获得了均匀分布的晶须或碳纳米管，解决目前在制备增强相长径比较大的金属复合材料过程中增强相在金属熔体中的分散问题，适用于制备各种长径比增强相的金属基复合材料。

主权项

1.一种低压脉冲磁场与超声复合作用制备金属基复合材料的方法，其特征在于，该方法通过在金属基复合材料坯锭制备过程中同时施加脉冲磁场与超声，同时发挥这两种外场的作用优势，利用脉冲磁场引起的强烈流动将超声在局部产生的空化与声流效果扩展至整个熔体区域，从而获得增强相整体分布均匀且晶粒细化均匀的金属基复合材料坯锭；低压脉冲磁场与超声复合作用制备金属基复合材料的装置包括：超声发生器、超声工具杆、超声电源、脉冲磁场电源、模具、励磁线圈、模具台，具体结构如下：超声发生器的输入端与超声电源连接，超声发生器的输出端与超声工具杆的一端连接，超声工具杆的另一端伸至模具内的熔体中，模具的外侧设置励磁线圈，励磁线圈与低压脉冲磁场电源连接，模具设置于模具台上；采用低压脉冲磁场与超声耦合作用实现金属基复合材料坯锭的制备，先将作为基体的金属在电阻炉中重熔，然后降低加热功率使熔体温度下降至半固态温度，保温一段时间加入作为增强相的晶须或碳纳米管并进行机械搅拌，再次升温至液相线以上并保温一段时间，将熔体注入经过预热的石墨模具并置于脉冲磁场和超声复合作用下进行处理，直至合金完全凝固；其中，所用脉冲磁场励磁电压为50～300V，磁场频率为0.5～10Hz；超声功率为500～3000W，频率为1.0～2.5kHz；脉冲磁场与超声复合作用处理开始时熔体过热温度20～100℃，同时施加脉冲磁场与超声进行熔体处理和凝固过程处理，脉冲磁场与超声复合作用处理时间为3～15min。