一种增强型镁合金复合板的制备方法

摘要

本发明涉及一种增强型镁合金复合板的制备方法，是针对镁合金板AZ31金相组织松散，强度、硬度低，耐磨性及耐腐蚀性差的情况，采用压制、辊轧法，先对镁合金板用铝板包覆，然后在开合式模具内，在压力机上加热、加压，包覆垒叠后在辊轧机上进行辊轧塑性变形、金相渗入，经中温回火增强了镁合金复合板的金相组织的致密性，从而提高了强度、硬度、耐磨性及耐腐蚀性，强度达450MPa，强度提高89％，扩大了镁合金复合板的应用范围，此制备方法工艺先进，数据翔实准确，实用价值高，可进行工业化生产，是十分理想的镁合金复合板的增强方法。

主权项

一种增强型镁合金复合板的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁合金板、铝板、丙酮、乙醇、盐酸、氢氧化钠、去离子水、砂纸，其组合用量如下：以毫米、克、毫升为计量单位镁合金板：AZ31，50mm×30mm×10mm，1块铝板：Al，1000mm×1000mm×0.2mm，2块丙酮：C3H6O，500ml±5ml乙醇：CH3CH2OH，500ml±5ml盐酸：HCI，50ml±1ml氢氧化钠：NaOH，300g±5g去离子水：H2O，5000ml±10ml砂纸：2000目，3张制备方法如下：(1)精选化学物质材料对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：镁合金板：固态板材，含镁96％，含铝3.0％铝板：固态板材，含铝99.9％丙酮：液态液体，99.0％乙醇：液态液体，99.0％盐酸：液态液体，浓度36％氢氧化钠：固态固体，95.0％去离子水：液态液体，99.9％砂纸：固态固体(2)清洗镁合金板①配置丙酮+乙醇混合液量取丙酮120ml±1ml，量取乙醇80ml±1ml，加入清洗槽内，搅拌混合10min，成：丙酮+乙醇混合液；②将镁合金板浸泡于丙酮+乙醇混合液中，浸泡洗涤，时间30min；③浸泡洗涤后将镁合金板捞出，置于干燥架上晾干；(3)打磨镁合金板①将镁合金板置于平板上，用2000目砂纸打磨板材正反表面，使镁合金板正反表面裸露新鲜金属面，表面粗糙度Ra0.32‑0.64μm；②清理镁合金板新鲜金属表面，使其洁净；(4)清洗、腐蚀镁合金板①量取盐酸10ml、乙醇190ml，加入清洗槽内，搅拌混合10min，成：盐酸+乙醇混合液；②将打磨后的镁合金板置于盐酸+乙醇混合液中，浸泡1min，腐蚀洗掉氧化层；(5)去离子水清洗镁合金板①将镁合金板置于另一清洗槽内，加入去离子水200ml，进行清洗；②清洗后在干燥架上晾干；(6)在乙醇中浸泡镁合金板将清洗晾干的镁合金板置于浸泡槽内，加入乙醇200ml，进行浸泡，浸泡时间30min，浸泡后在干燥架上晾干；(7)清洗铝板①配制氢氧化钠水溶液称取氢氧化钠200g，量取去离子水1800ml，加入清洗槽内，搅拌混合10min，成：氢氧化钠水溶液；②将铝板浸泡于氢氧化钠水溶液中，浸泡洗涤，时间1min；③浸泡洗涤后将铝板捞出，并用去离子水冲洗，冲洗完毕后置于干燥架上晾干；(8)用铝板包覆镁合金板将镁合金板置于平板工作台上，按镁合金板形状、尺寸切割铝板，并用铝板周边包覆，成：包覆镁合金复合板；(9)包覆镁合金复合板的压制镁合金复合板的压制是在压力机上进行的，是在开合式模具内、加热300℃、压强为400Mpa状态下完成的；①将开合式模具置于压力机的工作台上，将垫块置于开合式模具底部，将包覆铝板的镁合金复合板置于垫块上，然后将压块置于镁合金复合板上，将压力机的压力杆对准压块压下；②开启压力机的加热器，加热温度300℃±5℃，并加热开合式模具内的镁合金复合板，加热时间为30min；③开启压力机的压力电机，通过压力杆垂直压挤开合式模具内的 压块及镁合金复合板，压力机压强为400MPa，压挤时间10min；④打开开合式模具，取出压挤的镁合金复合板，并自然冷却至室温；(10)镁合金复合板中温回火将压挤的镁合金复合板置于中温回火炉中回火，回火温度200℃，时间20min；(11)镁合金复合板轧制镁合金复合板的轧制是在辊轧机上进行的，在上下轧辊之间分三道次完成的，每一道次的压轧变形量为镁合金复合板初始厚度的25％，经过三道次轧制后，镁合金复合板的厚度由10.4mm减至2.5mm；①以辊轧机的下轧辊为基准，调整上轧辊，使之与下轧辊之间的距离为7.5mm；②开启上轧辊的变频电机，使之转动，转动方向为反转，转动速度为10r/min，上轧辊直径为200mm；③开启下轧辊的变频电机，使之转动，转动方向为正转，转动速度为10r/min，下轧辊直径为200mm；④将镁合金复合板从正面推入上轧辊与下轧辊之间，镁合金复合板在上下轧辊之间辊轧后由反面排出，从而完成了一个道次辊轧的全过程；(12)中温回火将辊挤轧制的镁合金复合板置于中温回火炉中进行回火，回火温 度200℃，回火时间10min；(13)镁合金复合板表面铝板的剥离将辊轧后的镁合金复合板置于平板上，用金属铲、金属刷剥离镁合金复合板表面的铝板残留物，然后用2000目砂纸打磨，使其洁净；(14)镁合金复合板的切割、包覆将剥离铝板残留物的镁合金复合板切割成四等分，并垒叠在一起，然后用铝板包覆；(15)将垒叠、包覆后的镁合金复合板重新置于热压机的开合式模具内，在300℃、400MPa下压制；(16)将压制后的镁合金复合板重新在辊轧机上进行辊轧；(17)镁合金复合板的包覆、压制、辊轧、回火、剥离、切割重复进行3次，成增强型镁合金复合板；(18)检测、化验、分析、表征对制备的增强型镁合金复合板的形貌、成分、化学物理性能进行检测、化验、分析、表征；用光学显微镜进行金相组织分析；用扫描电镜进行金相组织和形貌分析；用硬度计进行金相组织硬度分析；结论：经包覆、压制、辊轧、回火、剥离、切割制备的镁合金复合板表面金相渗入Al2O3，渗入深度为5μm，镁合金复合板金相组织致密，增强相分散均匀，增强相与基体材料界面结合性能好，强度、硬度及耐腐蚀性可提高用89％。