利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2017103197180
申请人: 郑州轻工业学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料,其特征在于它是在含准晶强化相的镁合金基体中加入石墨烯制得,所述含准晶强化相的镁合金基体由镁合金粉末和镁合金板材组成,其中,石墨烯和镁合金粉末的质量比为1:2-4,石墨烯和镁合金粉末作为整体与镁合金板材的质量比为1:5-8;含准晶镁合金基体的成分及其质量百分比为:2 8wt.%Zn、1~ ~

4wt.%Gd、0.5 2.5wt.%Ca、0.5 2.5wt.%Al,余量为Mg,将上述各组分采用熔炼工艺制备得到~ ~含准晶强化相的Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金,对Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金采用雾化法制粉得到镁合金粉末,对Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金采用均匀化处理得到镁合金板材。

2.根据权利要求1所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)含准晶强化相的Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金的制备:采用熔炼工艺制备得到Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金;

(2)雾化法制粉:将步骤(1)制得的Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金放入预热的坩埚中,在真空条件下于550 650℃熔炼20 60min,得到镁合金熔液;将镁合金熔液过热100 200℃,然后置于~ ~ ~雾化装置进行雾化,得到镁合金粉末;

(3)镁合金板材的制备:将步骤(1)制得的Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金在500℃条件下均匀化处理6h,然后在400℃条件下轧制成镁合金板材;

(4)粉末混合:将石墨烯和步骤(2)制得的镁合金粉末在液氮的环境中进行球磨,使所述石墨烯粘附到所述镁合金粉表面,形成粉末混合物;

(5)粉末烘干:将步骤(4)制备得到的粉末混合物送入真空热处理炉中烘干;

(6)锻造:将烘干后的粉末混合物均匀分散在步骤(3)制得的镁合金板材表面,然后将镁合金板材对折,以对折处为咬入点进行锻造,控制锻造变形量以使两层镁合金中间的空气随着锻造的进行而排出;

(7)热处理:将锻造后的镁基复合材料在180-280℃温度下时效处理6-30h得到石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料。

3.根据权利要求1所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于所述步骤(1)采用熔炼工艺制备得到含准晶强化相的Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金的方法如下:

1)配料:原料采用纯Mg、纯Zn、纯Ca、纯Al、Mg-30wt.%Gd中间合金,按照所述的质量百分比配料;

2)烘料:取纯Mg、纯Zn、纯Ca、纯Al、Mg-30wt.%Gd中间合金,并在180 250℃预热3小时以~上;

3)熔Mg、Zn和Ca:采用坩埚电阻炉将烘干后的纯镁熔化,待纯镁锭熔化后,在670 700℃~加入纯锌;待纯锌熔化后,熔体温度回升至700 740℃时加入纯钙;

~

4)加Gd和Al:待纯钙熔化后,熔体温度达到720 740℃时加入Mg-30wt.%Gd中间合金;待~Mg-30wt.%Gd中间合金熔化后,熔体温度回升至700 740℃时加入纯铝;

~

5)浇注:待纯铝完全熔化,搅拌后将镁液温度升至750 770℃保温20分钟,然后降温至~

730 760℃,不断电精炼10分钟,精炼后在720 740℃静置15分钟,然后撇去表面浮渣并进行~ ~浇铸制得含准晶强化相的Mg-Zn-Gd-Ca-Al合金,浇铸用模具预先加热至180 250℃。

~

4.根据权利要求2所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中石墨烯和镁合金粉末的质量比为1:2-4;球磨时的球料比为4-8:1、转速为40-120r/mim、球磨时间为2-6h。

5.根据权利要求2所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中石墨烯的平均粒径为7-9μm,所述镁合金粉末的平均粒径为10-40μm。

6.根据权利要求2所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中粉末混合物在真空热处理炉中的烘干温度为80-120℃、烘干时间为1-

3h。

7.根据权利要求2所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中烘干后的粉末混合物和镁合金板材的质量比为1:5-8。

8.根据权利要求2所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中镁合金板材的表面粗糙度为0.5-1.5μm。

9.根据权利要求2所述的石墨烯和准晶复合强化的镁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中的锻造温度为480-540℃,重复10-15次对折和锻造复合,锻造复合的单道次变形量≥30%。