顆粒增強鎂基復合材料制備工藝及性能研究.pdf

1、鎂基復合材料具有其他復合材料不可比擬的物理和力學性能，例如密度小、高的比強度、尺寸穩(wěn)定等，被認為是繼鋁基復合材料之后又一具有競爭力的輕金屬基復合材料。因此，有必要對其制備方法、組織結(jié)構(gòu)和力學性能進行理論研究，以期為發(fā)展新型的具有優(yōu)良性能的鎂基復合材料提供可靠的理論依據(jù)。 本文用全液態(tài)攪拌法制備出了顆粒增強鎂基復合材料B4Cp/AZ91D復合材料、B4Cp/ZM5復合材料和(B4Cp+SiCp)/ZM5復合材料。采用金相顯微鏡、掃

2、描電鏡（SEM）、X-射線衍射（XRD）、能譜分析（EDS）等手段對復合材料的組織和性能以及斷口形貌進行了分析。 實驗以B4C顆粒增強AZ91D鎂合金為對象進行工藝摸索，試探了不同攪拌速度、攪拌溫度、攪拌器轉(zhuǎn)速等工藝因素對B4Cp/AZ91D復合材料中顆粒分布均勻性的影響。然后在B4Cp/AZ91D復合材料的制備工藝基礎上進行改善，制備顆粒粒度較小的B4C顆粒和SiC顆粒雙相混雜增強ZM5鎂合金。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過活性劑處理過的增強

3、顆粒與鎂合金基體有較好的潤濕性，顆粒能較好的分布于基體合金中，并與基體有較好的界面結(jié)合。同時發(fā)現(xiàn)，在制備B4Cp/AZ91D復合材料時，顆粒較大時，顆粒相對較容易進入熔體中，同時需要的攪拌速度也可以適當小些；在制備B4Cp/ZM5復合材料和(B4Cp+SiCp)/ZM5復合材料時所用顆粒較小，顆粒不像制備B4Cp/AZ91D復合材料那樣容易進入熔體，需要適當提高攪拌速度。同時發(fā)現(xiàn)攪拌葉輪的放置位置對顆粒進入熔體也有影響。 實驗用

4、全液態(tài)攪拌鑄造法制備出的復合材料相比基體材料，在抗拉強度、耐磨性能、硬度均有所提高，其中（7.5％B4Cp+7.5％SiCp）/ZM5復合材料相對其它復合材料性能較好，抗拉強度為215MPa，硬度達到76HB。但是，ZM5鎂合金及對復合材料進行耐腐蝕實驗發(fā)現(xiàn)，添加增強顆粒后材料的耐腐蝕性能出現(xiàn)了下降，并且隨著增強顆粒的加入量增大，耐腐蝕性能變差。對復合材料的磨損實驗發(fā)現(xiàn)，復合材料由于增強相為硬質(zhì)顆粒，所以耐磨性能相比基體合金ZM5鎂出現(xiàn)