双相颗粒混杂增强镁合金基复合材料的制备方法

摘要

本发明是一种制备TiB₂和TiC双相颗粒混杂增强镁合金基复合材料的新工艺。本发明的技术方案是：采用Al-Ti-B-C体系反应预制块在真空或惰性气体保护下发生化学合成反应，制得(TiB₂+TiC)/Al中间相载体，再将此中间相载体加入到镁合金熔体中进行溶解扩散，经搅拌促使其均匀分布于镁合金熔体中，从而制备出TiB₂和TiC双相颗粒混杂增强镁合金基复合材料，增强相颗粒尺寸细小，TiB₂呈块状，TiC呈球状，表面干净，无污染，与基体的润湿性好，从而与基体界面结合良好。本发明可以充分发挥TiB₂和TiC双相混杂增强颗粒的优点，显著提高了复合材料的综合性能，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种双相颗粒混杂增强镁合金基复合材料的制备方法，其特征在于工艺过程包括反应预制块的制备、含有双相混杂增强颗粒的中间相载体的制备和中间相载体在镁合金熔体中的溶解扩散及双相混杂增强颗粒的弥散分布： 1)反应预制块的制备：a.预制块组成：预制块由粒度范围在0.5～80微米的Al、Ti、C和B四种粉末组成，Al粉含量重量百分比为28～62％、原子比(B+C)∶Ti＝2.8～3.2，b.混料：将上述配制好的粉末装入球磨机内，球磨4～30小时，混合均匀，c.压制成型：把混合均匀的粉末放入模具中，在室温下压制成块，压制块密度为该混合粉料理论密度的60～88％；2)含有双相混杂增强颗粒的中间相载体的制备：将反应预制块放入真空或有高纯氩保护气氛的加热装置内，以5～30℃/min的加热速率加热至600～800℃，引发化学合成反应，反应产物为含有增强颗粒TiB2、TiC和Al的中间相载体；3)中间相载体在镁合金基体中的溶解扩散及双相混杂增强颗粒的弥散分布：a.基体合金的熔炼：将装有适量基体镁合金的坩埚放入电阻炉中加热，为防止熔炼过程中镁合金的氧化燃烧，采用熔剂加以保护或高纯氩气进行保护，熔体温度保持在690～850℃，b.中间相载体在镁合金基体中的溶解扩散：按TiB2+TiC占复合材料总量的重量百分比为2～16％的量计算出相应的中间相载体的质量，并将此中间相载体放入690～850℃的镁合金熔体中，待其溶解扩散后进行搅拌，c.熔体搅拌工艺：搅拌温度为590～700℃，搅拌时间为15～60min，经搅拌促使双相混杂增强颗粒TiB2和TiC均匀弥散分布于镁合金熔体中，d.精炼除气后浇注得到TiB2和TiC双相颗粒混杂增强镁合金基复合材料。