專利名稱：一種鎂合金復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，具體地說是一種鎂合金復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在金屬材料領(lǐng)域中，各種合金的應(yīng)用越來越廣泛，但因為成本或合金自身強度的原因而受到很多限制，因此纖維及其對鎂的作用受到了重視。石墨(碳)纖維和鎂存在界面反應(yīng)，生成大量反應(yīng)產(chǎn)物，形成聚集的脆性相和界面反應(yīng)產(chǎn)物脆性層，造成纖維等增強體嚴重損傷，材料的性能急劇下降。如果要解決界面反應(yīng)問題，可采取碳纖維涂層方式，但工藝復(fù)雜，成本高。采用真空熱壓工藝制備鈦纖維增強鈦合金復(fù)合材料。該技術(shù)采用鈦纖維增強鈦合金，復(fù)合材料的重量較大，不能滿足比強度更高的要求。并且鈦纖維不會賦予基體合金磁性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)缺陷，提供一種輕質(zhì)鐵鈷合金纖維增強鎂合金復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料的性能優(yōu)越，強度高，并且具有軟磁性能。該制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種鎂合金復(fù)合材料，該復(fù)合材料以鎂合金為基體，在鎂合金基體上分布著鐵鈷合金纖維，其中鈷合金纖維的 直徑為10-20 μ m，鐵鈷合金纖維占復(fù)合材料的體積百分數(shù)為70-80%
該鎂合金基體的化學(xué)成分的重量百分含量A1為8.5%，F(xiàn)e為O. 04%，Co為O. 04%，其余為Mg ；
鐵鈷合金纖維的化學(xué)成分的重量百分含量=Co為46%，V為3. 8%, Ni為2%，Sr為O. 02%,Sm 為 O. 02%, Nd 為 O. 07%,其余為 Fe。一種鎂合金復(fù)合材料的制備方法，其特征在于它包括以下步驟
鐵鈷合金纖維的準備按重量百分含量Co為46%，V為3. 8%, Ni為2%，Sr為O. 02%,Sm為O. 02%, Nd為O. 07%,其余為Fe進行配料，將原料置入帶有加熱裝置的升液管內(nèi)熔化而形成鐵鈷合金液，熔化溫度為1580-1600°C ;合金液通過升液管與旋轉(zhuǎn)的水冷銅合金轉(zhuǎn)輪凸緣接觸，水冷銅合金轉(zhuǎn)輪凸緣將合金液拽出，形成鐵鈷合金纖維，轉(zhuǎn)輪凸緣的線速度為20-25m/s，形成鐵鈷合金纖維的直徑為10-20 μ m ;轉(zhuǎn)輪開轉(zhuǎn)前開啟轉(zhuǎn)輪水冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)進水溫度小于30 °C ；
然后將形成鐵鈷合金纖維成束放置于有加熱裝置的底部通真空系統(tǒng)的鋼制模具的空腔中，制成鐵鈷合金纖維預(yù)制體，控制鐵鈷合金纖維體積占鋼制模具空腔體積的50%-65% ；開啟模具加熱裝置，控制溫度為450-550°C ；
鎂合金液的準備按重量百分含量Al為8. 5%，F(xiàn)e為O. 04%, Co為O. 04%,其余為Mg進行配料，將原料在680-720°C溫度下熔化成鎂合金液；
開啟真空系統(tǒng)，將上述鎂合金液體澆入上述接通真空系統(tǒng)的鋼制模具內(nèi)的鐵鈷合金纖維預(yù)制體的上面，并注滿模具，鎂合金液體在真空壓力作用下滲入鐵鈷合金纖維預(yù)制體，關(guān)閉模具加熱裝置，在該鋼制模具內(nèi)冷卻凝固，形成鎂合金復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明的鐵鈷合金纖維中的Co、V、N1、Fe、Nd元素共同作用可保證合金具有較高磁性；鐵鈷合金纖維中的Sm、Sr、Nd元素共同作用可保證鐵鈷合金纖維合金具有較高強度。本發(fā)明合金制備工藝簡便，生產(chǎn)的合金材料性能好，而且生產(chǎn)成本低，非常便于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式實施例1
鐵鈷合金纖維的準備
鐵鈷合金纖維的各成份重量百分含量按=Co為46%，V為3. 8%, Ni為2%，Sr為O. 02%,Sm為O. 02%, Nd為O. 07%,其余為Fe進行配料將原料置入帶有加熱裝置的升液管內(nèi)熔化而形成鐵合金液，熔化溫度為1580°C ;該升液管下部套裝有柱塞，柱塞在動力裝置帶動下可沿升液管上、下移動，柱塞上移時可將升液管內(nèi)液面抬高，從而便于轉(zhuǎn)輪凸緣將合金液拽出，形成細晶銅纖維，轉(zhuǎn)輪采用輪緣有凸緣的水冷銅合金轉(zhuǎn)輪。合金液通過升液管與旋轉(zhuǎn)的水冷銅合金轉(zhuǎn)輪凸緣接觸，水冷銅合金轉(zhuǎn)輪凸緣將合金液拽出，形成鐵鈷合金纖維，轉(zhuǎn)輪凸緣的線速度為20m/s。鐵鈷合金基合金材料纖維的直徑為10 μ m ;轉(zhuǎn)輪開轉(zhuǎn)前開啟轉(zhuǎn)輪水冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)進水溫度小于30 °C ； 然后將鐵鈷合金基合金材料纖維成束放置于有加熱裝置的底部通真空系統(tǒng)的鋼制模具的空腔中，鐵鈷合金基合金材料纖維體積占金屬模具空腔體積的60%，制成鐵鈷合金纖維預(yù)制體；開啟模具加熱裝置，控制溫度為450°C ；
鎂合金液的準備鎂合金基體的各成份的重量百分含量按A1為8. 5%，F(xiàn)e為O. 04%, Co為O. 04%,其余為Mg進行配料；將原料在680°C溫度下熔化成鎂合金液；
將上述鎂合金液體澆入上述接通真空系統(tǒng)的鋼制模具內(nèi)的鐵鈷合金纖維預(yù)制體的上面，并注滿模具，鎂合金液體在相對真空度為_20Kpa的壓力作用下滲入鐵鈷合金纖維預(yù)制體，此時可關(guān)閉模具加熱裝置，合金在鋼制模具內(nèi)保持真空度冷卻，即冷卻凝固形成鐵鈷合金纖維增強鎂合金復(fù)合材料，其中鐵鈷合金纖維占基體體積的60%。本實施例制得的鐵鈷合金纖維增強鎂合金復(fù)合材料的金相組織，在鎂合金基體和鐵鈷合金纖維界面結(jié)合良好。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金復(fù)合材料，該復(fù)合材料以鎂合金為基體，在鎂合金基體上分布著鐵鈷合金纖維，其中鈷合金纖維的直徑為10-20 μ m，鐵鈷合金纖維占復(fù)合材料的體積百分數(shù)為70-80% 該鎂合金基體的化學(xué)成分的重量百分含量A1為8.5%，F(xiàn)e為O. 04%，Co為O. 04%，其余為Mg ； 鐵鈷合金纖維的化學(xué)成分的重量百分含量=Co為46%，V為3. 8%, Ni為2%，Sr為O. 02%,Sm 為 O. 02%, Nd 為 O. 07%,其余為 Fe。
2.—種權(quán)利要求1所述鎂合金復(fù)合材料的制備方法，其特征在于它包括以下步驟 鐵鈷合金纖維的準備按重量百分含量Co為46%，V為3. 8%, Ni為2%，Sr為O. 02%,Sm為O. 02%, Nd為O. 07%,其余為Fe進行配料，將原料置入帶有加熱裝置的升液管內(nèi)熔化而形成鐵鈷合金液，熔化溫度為1580-1600°C ;合金液通過升液管與旋轉(zhuǎn)的水冷銅合金轉(zhuǎn)輪凸緣接觸，水冷銅合金轉(zhuǎn)輪凸緣將合金液拽出，形成鐵鈷合金纖維，轉(zhuǎn)輪凸緣的線速度為20-25m/s，形成鐵鈷合金纖維的直徑為10-20 μ m ;轉(zhuǎn)輪開轉(zhuǎn)前開啟轉(zhuǎn)輪水冷系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)進水溫度小于30 °C ； 然后將形成鐵鈷合金纖維成束放置于有加熱裝置的底部通真空系統(tǒng)的鋼制模具的空腔中，制成鐵鈷合金纖維預(yù)制體，控制鐵鈷合金纖維體積占鋼制模具空腔體積的50%-65% ；開啟模具加熱裝置，控制溫度為450-550°C ； 鎂合金液的準備按重量百分含量Al為8. 5%，F(xiàn)e為O. 04%, Co為O. 04%,其余為Mg進行配料，將原料在680-720°C溫度下熔化成鎂合金液； 開啟真空系統(tǒng)，將上述鎂合金液體澆入上述接通真空系統(tǒng)的鋼制模具內(nèi)的鐵鈷合金纖維預(yù)制體的上面，并注滿模具，鎂合金液體在真空壓力作用下滲入鐵鈷合金纖維預(yù)制體，關(guān)閉模具加熱裝置，在該鋼制模具內(nèi)冷卻凝固，形成鎂合金復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料以鎂合金為基體，在基體上分布著鐵鈷合金纖維，鐵鈷合金纖維占復(fù)合材料的體積百分數(shù)為70-80%該鎂合金基體的化學(xué)成分的重量百分含量Al為8.5%，F(xiàn)e為0.04%，Co為0.04%，其余為Mg；鐵鈷合金纖維的化學(xué)成分的重量百分含量Co為46%，V為3.8%，Ni為2%，Sr為0.02%，Sm為0.02%，Nd為0.07%，其余為Fe；該復(fù)合材料的性能優(yōu)越，強度高，并且具有軟磁性能。其制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C22C47/12GK103060728SQ20121049182
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者魯平才 申請人:江蘇兆鋆新材料科技有限公司