1.一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将石墨烯与镁粉利用超声分散混合得到混合液;
2)将混合液恒温加热磁力搅拌,搅拌后真空干燥,干燥后的粉末进行烧结得到镁石墨烯中间预制块;
3)取Mg‑Al‑Mn基体合金放入坩埚,将坩埚加热至740‑760℃并保温25‑30min将基体合金熔化,然后往坩埚中分批加入镁钐中间合金,保温20‑25min后升温至780‑800℃,随后往坩埚中分批加入镁石墨烯中间预制块,加入预制块的同时施加高能超声,之后将熔体温度迅速降至590‑610℃得到半固态浆料;
4)对半固态浆料施加二次超声,超声时间为60‑90s,结束后立刻将二次超声后浆料进行水淬,制得晶粒细小的半固态组织。
2.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,步骤1)所述混合具体步骤为:将石墨烯纳米片与无水乙醇按每100mL乙醇中混入2.5‑3.5g石墨烯纳米片进行混合,然后超声分散处理100‑150min;将镁粉与无水乙醇按每150mL乙醇中混入46.5‑47.5g镁粉以100‑120r/min机械搅拌混合100‑150min;向超声分散处理后的石墨烯纳米片乙醇分散液中均匀倒入镁粉乙醇混合液继续超声分散和搅拌60‑80min。
3.根据权利要求2所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,其特征在于,所述石墨烯纳米片为厚度4‑20nm、微片大小5‑10μm、层数小于20的石墨烯纳米片;所述镁粉纯度≧99.5%,粒度为100‑200目;所述超声分散超声功率皆为400‑480W,频率皆为35‑45kHz。
4.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,其特征在于,步骤2)所述恒温为45‑55℃,所述搅拌速度为1500‑2000r/min;
特别地,为避免镁粉与石墨烯出现分层现象,磁力搅拌需一直保持直至镁石墨烯乙醇混合液呈糊状。
5.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,其特征在于,步骤2)所述烧结其温度为400‑430℃,热压压强为40‑60MPa,保压时间为2‑3h;
特别地,烧结后得到所述镁石墨烯中间预制块,其中石墨烯质量百分比为5%‑7%,余量为镁。
6.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,其特征在于,步骤3)所述Mg‑Al‑Mn基体合金其各元素按质量百分比包括:铝5.6%‑6.4%,锰
0.3%‑0.5%,余量为镁。
7.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,其特征在于,步骤3)所述镁钐中间合金中钐的质量百分比为8%‑10%,余量为镁。
8.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,其特征在于,步骤3)所述加入镁钐中间合金其中钐的加入量占合金熔体总重量的0.3wt.%‑
0.5wt.%;所述加入镁石墨烯中间预制块其中石墨烯的加入量占合金熔体总重量的
0.4wt.%‑0.5wt.%。
9.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,其特征在于,步骤3)所述高能超声操作方法为将超声变幅杆探头伸入熔体中3‑5mm,超声功率
2.1‑2.8kW,超声频率18‑22kHz,时间为10‑15min,超声过程中每隔2‑3min移动超声变幅杆在坩埚中的水平位置,整个超声过程全程充入氩气予以保护。
10.根据权利要求1所述一种改善镁基复合材料半固态组织的制备方法,其特征在于,步骤4)所述二次超声除时间外其他参数与步骤3)超声一致;所述水淬温度为20‑30℃,水淬后在40‑50℃下真空干燥。