一种Al2Y颗粒增强镁基复合材料的制备方法   0    0

[0001] 本发明属于金属基复合材料技术领域。

[0002] 随着人们节能与环保意识的增强，镁合金作为最轻的金属结构材料之一，越来越受到青睐。但由于镁合金强度不高，高温抗蠕变性能差等缺点，限制了其应用范围。为了提高镁合金的综合性能，扩大镁合金的应用领域和范围，引入增强相对镁合金进行复合强化是一个重要的发展方向。利用原位反应合成法制备金属基复合材料，在金属基体内原位生成一种或几种相对均匀分散的高硬度、高弹性模量的增强相，能达到强化金属基体的目的。反应生成的增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，界面结合强度高，在同等条件下，其力学性能一般都高于外加法制备的复合材料。被誉为具有突破性的新技术而倍受重视，近年来已成为镁基复合材料研究中的一个新热点。此外，在镁合金熔炼过程中施加高能超声，利用超声处理熔体时产生的声空化效应和声流效应能加快反应时行，使生成的颗粒在基体中弥散分布，同时改变增强体和第二相的大小及形貌。目前，在镁基复合材料的制备过程中将原位和超声两种手段结合起来，制备Al2Y颗粒增强镁基复合材料还未见报道。

[0003] 本发明的目的在于提供了一种Al2Y颗粒增强镁基复合材料的制备方法。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的。

[0005] 首先将Mg-Al-Mn-Zn合金加入到熔炼炉中的坩埚中，熔炼温度为700℃，待合金熔化后保温10分钟，再将炉温调至800-850℃，为防止合金氧化，熔炼过程中采用通SF6和CO2混合气体进行保护，最后，向熔体中加入含Y量为质量分数30%的Mg-Y中间合金，Mg-Y中间合金加入量为熔体质量的质量分数7-10%，关掉熔炼炉电源，将超声变幅杆探头放入熔体中，变幅杆进入熔体的深度约为10mm，对熔体超声，超声停止后静置，除渣，快速降温到740℃，浇注，即可获得所需的复合材料。

[0006] 上述方法制备的复合材料中Al2Y颗粒细小，分布均匀，材料组织中的β相Mg17Al12由连续变为断续状或颗粒状，晶粒变小，材料的显微组织明显细化，材料性能相对基体材料有所提高。

[0008] 本发明将通过以下实施例作进一步说明。

[0009] 实施例1。

[0010] 试验以AZ91合金（Al 9.163，Zn 0.538，Mn 0.218，Si 0.042，Fe 0.0028，Cu0.0053，Be 0.0007，Ni 0.0056，余量为Mg，质量分数，下同）为基体，在合金中加入钇，钇以Mg-Y中间合金的形式加入，加入前，将大块的中间合金破碎成小颗粒，用铝箔纸包好预热到
300℃待用。为防止合金氧化，熔炼过程中采用自制的覆盖剂及通SF6和CO2混合气体进行保护。熔炼温度首先设定为700℃，待基体合金熔化后保温10分钟，再将炉温调至850℃，向熔体中加入含Y量为30%（质量分数）的Mg-Y中间合金，Mg-Y中间合金加入量是熔体质量的10%（质量分数），关掉熔炼炉电源，将超声变幅杆探头放入熔体中，变幅杆进入熔体的深度约为10mm，对熔体超声2分钟， 超声停止后静置，除渣，快速降温到740℃，浇注，即可获得原位颗粒增强Al2Y/AZ91镁基复合材料。

[0011] 实施例2。

[0012] 试验以AZ61合金（Al 6.0，Zn 0.538， Mn 0.218，Si 0.1，Fe 0.005，Cu 0.005， Ni0.05，Others0.3，余量为Mg，质量分数，下同）为基体，在合金中加入钇，钇以Mg-Y中间合金的形式加入，加入前，将大块的中间合金破碎成小颗粒，用铝箔纸包好预热到300℃待用。为防止合金氧化，熔炼过程中采用自制的覆盖剂及通SF6和CO2混合气体进行保护。熔炼温度首先设定为700℃，待基体合金熔化后保温10分钟，再将炉温调至850℃，向熔体中加入含Y量为30%（质量分数）的Mg-Y中间合金，Mg-Y中间合金加入量是熔体质量的7%（质量分数），关掉熔炼炉电源，将超声变幅杆探头放入熔体中，变幅杆进入熔体的深度约为10mm，对熔体超声2分钟，超声停止后静置，除渣，快速降温到740℃，浇注，即可获得原位颗粒增强Al2Y/AZ61镁基复合材料。

[0007] 图1为本发明实施例1条件下原位颗粒增强Al2Y/AZ91镁基复合材料组织形貌。