专利名称：原位自生Mg<sub>2</sub>Si/AM60复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种原位自生Mg2Si/AM60复合材料的制备方法。
背景技术：
镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力 强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航 空航天和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的前景，是继 钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，并称之为21世纪的绿 色工程材料。但是，镁合金的综合力学性能较低，制约了它的广泛应用。
复合材料为解决这一缺陷提供了良好的途径。按增强体的加入方法， 复合材料的制备可分为外加复合法和原位生成法。长期以来，对复合材料制 备工艺的研究一直侧重于传统的外加增强体与基体复合的方法，如粉末冶 金、挤压铸造或液态搅拌法等等。这类方法不仅工艺复杂，成本较高，而且 存在增强体与基体之间相容性较差，结合不良等问题。与外加增强体制备复 合材料相比，由于原位生成法的增强相在基体内反应生成，具有尺寸小、 界面洁净无污染、热稳定性好、与基体相容性好，制备成本低等优点，已 成为金属基复合材料中的一个重要发展方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种原位自生Mg2Si/AM60复合材料的制备方法， 该方法工艺简单，安全可靠，增强相颗粒能均匀弥散分布于基体中。
本发明是这样来实现的，其制备方法为采用机械搅拌，硅(Si)的 加入量为0.5%-5%，反应温度780-800°C，反应时间30min，其加热过程是 在井式电阻炉中，并在镁合金上覆盖自制的阻燃剂以阻燃，反应之后进行机械搅拌，搅拌时间5-10min。
本发明的积极效果是生产制备的Mg2Si/AM60复合材料，增强相在 基体中分布均匀，力学性能优越，而且工艺简单、安全可靠，无三废污染。
图1为本发明机械搅拌对复合材料的影响。
图2为本发明加入不同量Si的复合材料显微组织图。
图3为本发明Si含量对复合材料力学性能的影响。
具体实施例方式
实施例1:取AM60镁合金1000g,完全熔化后于780-800。C加入0. 5% 的硅，并覆盖阻燃剂以阻燃，保温30min，反应之后进行5-10min的机械搅 拌。
实施例2:取AM60镁合金1000g，完全熔化后于780-80(TC加入1. 0% 的硅，并覆盖阻燃剂以阻燃，保温30min，反应之后进行5-10min的机械搅 拌。
实施例3:取AM60镁合金1000g，完全熔化后于780-80(TC加入1. 5% 的硅，并覆盖阻燃剂以阻燃，保温30min，反应之后进行5-10min的机械搅 拌。
实施例4:取AM60镁合金1000g，完全熔化后于780-800。C加入5.0% 的硅，并覆盖阻燃剂以阻燃，保温30min，反应之后进行5-10miri的机械搅 拌。
图1为对含Si量5%的复合材料进行机械搅拌与未进行机械搅拌的显微 组织。由图可看出，未进行搅拌的组织中Mg2Si相偏聚严重，分布不均匀， 如图la所示。而搅拌后的组织中Mg2Si相则弥散地分布在基体中，如图lb所示。
图2为不同Si含量对AM60镁合金微观组织的影响。由图2a可看出， AM60铸态组织为典型的枝晶组织，由白色初生a-Mg及不连续呈网状分布 的P-Mgl7A112组成。向AM60中添加一定量的Si后，发现组织中出现了 中国汉字状及块状和树枝状的Mg2Si相。当Si含量为0.5y。时，Mg2Si相为 短棒状及细小的中国汉字状，如图2b所示。当si含量为i.oy。时，发现中 国汉字状的Mg2Si相变多，且开始出现树枝状，如图2c所示。当Si含量 为1.5%时，除了有中国汉字状的Mg2Si相外，还出现了较多树枝状及块状 的Mg2Si相，如图2d所示。进一步加大Si的含量时，中国汉字状的Mg2Si 相消失，只有板块状和粗大的树枝状Mg2Si相存在，如图2e所示。
如图3所示。由图可看出，复合材料的抗拉强度、硬度随Si含量的增 加呈上升趋势，伸长率则下降。未加Si时，材料的抗拉强度为176. 3MPa， 当Si含量为1. 0%时，其抗拉强度为197. 5MPa，提高了 12%。但是进一步提 高Si含量，其强度开始下降。随Si的增加，硬度明显提高，基体AM60的 硬度为HB45.9，当Si含量为59&时，硬度达到HB68.2，提高幅度达48. 6%。
综上所述，制备Mg2Si/AM60复合材料理想工艺参数进行机械搅拌， Si的加入量为l.(m。所获得的复合材料，增强相在基体中分布均匀，力学 性能优越。
总之，按本发明所述的生产方法制备的Mg2Si/AM60复合材料，增强 相在基体中分布均匀，力学性能优越，而且工艺简单、安全可靠，无三废 污染。
权利要求
1、一种原位自生Mg2Si/AM60复合材料的制备方法，其特征是制备方法为采用机械搅拌，硅(Si)的加入量为0.5％-5％，反应温度780-800℃，反应时间30min，其加热过程是在井式电阻炉中，并在镁合金上覆盖自制的阻燃剂以阻燃，反应之后进行机械搅拌，搅拌时间5-10min。
全文摘要
一种原位自生Mg<sub>2</sub>Si/AM60复合材料的制备方法，其特征是制备方法为采用机械搅拌，硅(Si)的加入量为0.5％-5％，反应温度780-800℃，反应时间30min，其加热过程是在井式电阻炉中，并在镁合金上覆盖自制的阻燃剂以阻燃，反应之后进行机械搅拌，搅拌时间5-10min。本发明的积极效果是生产制备的Mg<sub>2</sub>Si/AM60复合材料，增强相在基体中分布均匀，力学性能优越，而且工艺简单、安全可靠，无三废污染。
文档编号C22C1/02GK101195875SQ20071005378
公开日2008年6月11日 申请日期2007年11月5日 优先权日2007年11月5日
发明者勇 胡, 洪 闫, 陈国香 申请人:南昌大学