[发明专利]一种利用第二相强化SiC颗粒增强复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种利用第二相强化SiC颗粒增强复合材料的制备方法，是针对SiC颗粒增强复合材料力学性能低、生产效率低的弊端，采用热挤压法破碎铸态SiC颗粒增强复合材料中片状及线形第二相Mg17Al12，制备的SiC颗粒增强复合材料基体中均匀分布SiC颗粒和第二相Mg17Al12颗粒，使SiC颗粒增强复合材料的综合力学性能大幅提高。本发明的SiC颗粒增强复合材料在热挤压工艺实施前，简化了目前普遍采用的固溶处理，大大提高了生产效率，节约了经济成本。

主权项

一种利用第二相强化SiC颗粒增强复合材料的制备方法，其特征在于，制作过程包含以下步骤：（1）制备铸态SiC颗粒增强复合材料选材要求：镁合金：镁铝合金，含Mg17Al12相，碳化硅：固态颗粒粉末，直径d≤10µm，添加体积分数为镁合金与碳化硅总体积的2%‑10%，制备得φ40mm铸态SiC颗粒增强复合材料棒材；（2）制备Mg17Al12弥散的SiC颗粒增强复合材料A．利用线切割机，将步骤（1）制备的φ40mm铸态SiC颗粒增强镁基复合材料切割成长度50mm的短棒，B．利用砂纸打磨铸态镁基复合材料表面，去除污渍及氧化物，使铸态复合材料表面呈银白色金属光泽，C．将铸态复合材料置于超声清洗机中清洗15 min，清洗后利用空气压缩机吹干材料表面，D．将挤压套筒和挤压凹模组装，并在挤压套筒内涂抹石墨油剂润滑以减少摩擦；把挤压模具及铝箔包覆的铸态复合材料放入320℃±3℃保温炉中保温30 min，E．打开保温炉，取出铝箔包覆的铸态复合材料，揭开铝箔，把铸态复合材料放入挤压套筒内，再依次放入预热后的挤压垫块、压头，F．启动压力机，先对挤压设备施加一定预载荷，再以3mm/s挤压速率将铸态复合材料挤压成φ10mm的挤压态SiC颗粒增强镁基复合材料棒，挤压完毕后，停止挤压，升起压力机，G．关闭所有设备电源开关，从挤压模具中取出挤压后的SiC颗粒增强镁基复合材料棒材；（3）性能表征对制备的复合材料显微组织、力学性能进行检测、分析和表征：用 S‑3000 型扫描电子显微镜进行显微组织分析，力学性能测试使用的拉伸试样沿挤压方向取样，用 Instron5569 型万能试验机夹持拉伸试样两端进行力学性能测试，拉伸速率为0.5mm/min；结论：本发明制备的Mg17Al12弥散的SiC颗粒增强复合材料棒为银白色，显微组织致密，第二相Mg17Al12呈纳米状颗粒，并与SiC颗粒均匀分布在镁合金棒中，屈服强度高达310±8Mpa，抗拉强度高达395±4Mpa，延伸率达3.8±0.5%，综合力学性能显著提高。