一种增强型镁钇钕合金层状复合板的制备方法

摘要

本发明涉及一种增强型镁钇钕合金层状复合板的制备方法，是针对镁合金强度低、硬度低、耐腐蚀性差的弊端，在镁合金中掺杂稀土元素钇和钕，并在镁合金外部包覆碳纤维布层，经真空熔炼、浇铸、热压，制成增强型镁钇钕层状复合板，使镁合金基体和外部提高了强度、硬度和耐蚀性，其硬度达65HV_0.01，强度达498MPa，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，产物纯度好，是先进的制备增强型镁钇钕层状复合板的方法。

主权项

一种增强型镁钇钕合金层状复合板的制备方法，其特征在于：使用的化学物质为：镁合金、钇、钕、碳纤维布、无水乙醇、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、毫米、厘米³为计量单位制备方法如下：(1)精选化学物质对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、含量控制；(2)制备开合模具开合式模具用模具钢5CrMnMo材料制作，模具型腔为矩形，尺寸为200mm×100mm×250mm，型腔表面粗糙度Ra0.08‑0.16μm；(3)预处理碳纤维布①剪切碳纤维布，将碳纤维布按模具型腔尺寸进行剪切，尺寸为200mm×1mm×250mm，共两块；②清洗碳纤维布，将剪切后的碳纤维布置于超声波清洗器内，加入无水乙醇200mL，超声波频率28KHz，超声波清洗时间15min；③干燥，将清洗后的碳纤维布置于干燥箱中，干燥温度100℃，干燥时间60min；(4)切制镁合金块，将镁合金块置于钢质平板上，用机械切制成块状，块状尺寸≤5mm×3mm×5mm；(5)熔炼镁钇钕合金镁钇钕合金的熔炼是在真空感应熔炼炉内进行的，是在高频感应加热、氩气保护下完成的；①清理真空感应熔炼炉及熔炼坩埚，用金属铲、金属刷清理熔炼坩埚，使其清洁；用无水乙醇清洗熔炼坩埚，使其洁净；用氩气清理炉腔，驱除炉腔内有害气体；②备料、加料称取镁合金500g±0.01g、钇10g±0.01g、钕15g±0.01g，加入熔炼坩埚中；③关闭真空感应熔炼炉，并密闭；④开启真空泵，抽取炉内空气，使炉内压强达到6Pa；⑤开启氩气瓶，向炉内输入氩气，氩气输入速度200cm³/min，使炉内压强恒定在10⁵Pa；⑥开启中频感应加热器，加热熔炼坩埚内的镁合金、钇、钕，熔炼温度700℃±2℃，熔炼时间120min，并恒温保温静置30min，成增强型镁钇钕合金熔液；镁合金、钇、钕在熔炼过程中将进行合金化反应，反应方程式如下：式中：Mg_91.4Al_8.2Zn_0.4YNd为镁钇钕合金熔液(6)压铸增强型镁钇钕合金层状复合板镁钇钕层状复合板的压铸成型是在热压机上进行的，是在开合式模具内，加热、加压下完成的；①将预制的开合式模具垂直置于热压机的加热工作台上，开启加热工作台，预热开合式模具，预热温度400℃，预热时间100min；②将预处理的碳纤维布一块平展置于开合式模具底部的下垫板上；③打开真空感应熔炼炉，取出熔炼坩埚，将熔炼的镁钇钕合金液对准模具型腔进行浇铸，浇满为止；④将预处理的另一块碳纤维平展置于镁钇钕合金液的上部，并用上压板压牢；⑤将热压机的上部压块垂直对准开合式模具，开启压力电机，对开合式模具的镁钇钕合金液进行施压，施压压强3MPa，施压时间5min；⑥关闭热压机加热工作台上的加热器，停止加热；开合式模具内的镁钇钕合金液在施压过程中冷却至100℃；⑦开模，打开开合式模具，取出热压成型后的镁钇钕合金板；⑧冷却，将镁钇钕合金板埋入细砂中，继续冷却至25℃，时间24h；⑨切制、清理、清洗将冷却的镁钇钕合金板置于钢制平板上，用机械切制合金板周边，使其齐整；用砂纸打磨镁钇钕合金板周边及正反表面，使其清洁；用无水乙醇清洗镁钇钕合金板周边及正反表面，使其洁净；(7)检测、分析、表征对制备的镁钇钕合金板的形貌、力学性能进行检测、分析、表征；用扫描电镜进行显微组织分析；用X射线衍射仪进行物相分析；结论：镁钇钕合金板由碳纤维包覆，硬度达65HV_0.01，强度达498MPa；(8)包装储存对制备的镁钇钕合金板用软质软料包装，储存于洁净环境，要防潮、防晒、防酸碱盐腐蚀，储存温度20℃，相对湿度≤10％。