CN111057972B - SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了SW‑CNTs和N‑SiCp增强镁合金工件，按重量百分比由以下原料组分组成：SW‑CNTs短纤维0.5‑1.5％、N‑SiCp颗粒1‑15％、余量为镁合金粉，以上各组分重量百分比之和为100％。该工件充分发挥了SW‑CNTs短纤维和N‑SiCp颗粒复合强化镁合金基体作用，提高复合材料的综合力学性能和物理化学性能。以上述为材料的工件的制备方法为：步骤1：按照上述配比称取原料；步骤2：将步骤1球磨后完全混合均匀的SW‑CNTs短纤维、N‑SiCp颗粒和镁合金粉料放入半固态射压成型装置中直接成型复合材料坯料或工件。
Description
技术领域
本发明属于金属基复合材料领域，具体涉及SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件，还涉及该SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件的制备方法。
背景技术
随着镁及镁合金的应用领域的扩大，镁基复合材料以其优良的耐磨、耐蚀、减振性能、高温性能和良好的电磁屏蔽性，高的电负性和导热性，在航空航天、军工产品制造、汽车轻量化、电子及运输工业等领域的应用也日趋广泛。美国学者Logsdon指出：金属基复合材料未来的发展前景主要在于非长纤维增强。单壁碳纳米管(SW-CNTs)结构独特、具有极高的强度、弹性模量、较高的韧性、优异的导电和导热性、良好的结构稳定性和耐热性的一维新型纳米材料，短纤维的SW-CNTs被认为是用作进一步改善镁基复合材料物理和力学性能的理想增强纤维相，在新型材料的许多领域有着巨大的应用前景。纳米碳化硅颗粒(N-SiCp)增强金属基复合材料工艺简单、成本低廉，同时N-SiCp综合性能优良。由此可见，如果将SW-CNTs和N-SiCp结合起来，同时作为增强相，既发挥SW-CNTs短纤维增强在化学、物理和热力学方面的优势和作用，又可以发挥N-SiCp高温稳定性和耐磨性能，同时还能体现镁合金轻质和独特的结构材料方面的优点。
然而，SW-CNTs之间存在着比较强的范德华力，导致很容易缠绕在一起或者团聚成束，严重制约了SW-CNTs短纤维性能的发挥。如何提高SW-CNTs短纤维和N-SiCp的在镁合金基体中分散性是本发明的关键。因此，必须采用新工艺和新方法来解决SW-CNTs短纤维和N-SiCp增强镁基复合材料在制备过程中存在的问题是本发明的关键技术。这样才能获得性能稳定的SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强的镁合金基复合材料，才可能成为广泛应用的轻质结构材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件，充分发挥SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合强化镁合金基体作用，提高复合材料的综合力学性能和物理化学性能。
本发明的另一个目的是提供一种SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件，按重量百分比由以下原料组分组成：SW-CNTs短纤维0.5-1.5％、N-SiCp颗粒1-15％、余量为镁合金粉，以上各组分重量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于，
SW-CNTs为单层碳纳米管纤维，其长度为2-5μm；N-SiCp为纳米碳化硅，其颗粒的粒径为50-100nm。
镁合金粉为650目任意标准牌号为AZ系或ZK系镁合金粉、亦或为根据要求的稀土镁合金粉。
本发明所采用的另一个技术方案是，SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒的分散与消除团聚：
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维0.5-1.5％、N-SiCp颗粒1-15％、余量为镁合金粉，以上各组分重量百分比之和为100％；并按照此配比磨球：将称量好的各原料置于300转/分的高能球磨机中，并在氩气保护下球磨混粉36小时；
步骤2，该复合材料工件半固态射压成型：
将步骤1球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料通过半固态射压成型技术制成SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压工件。
本发明的特点还在于，
SW-CNTs为单层碳纳米管纤维，其长度为2μm-5μm；N-SiCp颗粒的粒径为50nm-100nm。
镁合金粉为650目任意标准牌号为AZ系或ZK系镁合金粉、亦或为根据要求的稀土镁合金粉。
步骤1中，球料重量比为1：1；使用的磨球为：直径为Φ8mm的碳化硼磨球和胶囊磨球，碳化硼磨球和胶囊磨球个数相同。
步骤2中，半固态射压成型技术所采用的设备为半固态射压成型装置，具体包括有盛放球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料的料斗和设置在料斗下方的给料器，料斗与给料器连通；给料器下方设置有料桶，给料器与料桶侧壁连通，料桶前端设置有射嘴，料桶的尾端设置有依次连接的螺旋驱动单元及高速射压系统，料桶内设置有螺旋剪切推进杆，螺旋剪切推进杆通过螺旋驱动单元驱动，料桶外壁设置有加热器；射嘴前端还设置有射嘴测温点；射嘴远离料桶的一侧还依次连接有定模及动模，定模和动模内部连通构成铸型型腔。
步骤2中，半固态射压成型装置制备该复合材料工件过程为：
将经步骤1球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料放入料斗中，混合粉料经给料器进入料桶与螺旋剪切推进杆之间的间隙中，同时启动螺旋驱动单元，使螺旋剪切推进杆旋转并推进SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料进入料桶的加热区，使其在被旋转推进过程中逐渐被加热，获得热量，温度逐渐提高而成为半固态浆料；当射嘴测温点检测半固态浆料达到预定射压温度605℃后，启动高速射压系统，将螺旋剪切推进杆向前推进，将经过螺旋剪切推进杆搅拌和剪切作用的半固态浆料通过射嘴高速连续射入由定模和动模构成的型腔，并保压一定时间，半固态浆料在高压下凝固，即制备了SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压坯料；凝固后开模取出带有浇铸系统和排气系统的半固态射压坯料，并切割去除浇铸系统和排气系统，即获得SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压工件。
螺旋剪切推进杆的旋转速度为20-100RPM；高速射压系统采用的压力为30-100MPa，速度为30-100m/s；保压时间为0.5-30s。
本发明的有益效果是，SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒的分散与消除团聚工艺解决了现有采用常规铸造法、粉末冶金法无法消除SW-CNTs缠绕、团聚成束和烧损问题；避免了SW-CNTs短纤维在制备过程中被氧化的问题；同时；解决了SW-CNTs短纤维在镁合金基体中保持结构完整及分散均匀的问题，以及N-SiCp颗粒在镁合金基体中均匀分散和消除团聚问题。螺旋剪切推进过程中迫使SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒进一步分散，使熔化的镁合金基体中的相均匀分布，并使SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒进入已经熔化的液相中，解决了SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒与镁合金基体组织的界面问题。这些充分发挥了SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合对镁合金基体的增强作用，避免了SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒与镁合金基体晶粒出现界面微裂纹问题，充分发挥了SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒增强的镁合金基复合材料的综合力学性能和物理化学性能。
SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒不仅在长时间的球磨过程中消除缠绕、团聚成束，很好解决界面问题，结合半固态射压浆料在制备过程中承受的螺旋剪切作用，使球磨后的SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒和镁合金粉料进入料桶后，随着温度的提高，粉料进一步翻转、流动、剪切变形，使镁合金基体晶粒沿剪切方向被拉长成为带状组织，大的晶粒受剪切变形而碎化，变成一些具有小角度晶粒的亚晶。由于剪切变形进一步进行，小角度晶界开始演变为大角度晶界，晶粒得到进一步细化。随着变形的加剧，晶粒被细化到亚微米甚至纳米级，晶粒间位向差加大；加热过程中低熔点的相被熔化，并逐渐成为球状化；凝固过程这些小球开始长大，由于结晶核心较多，更有利于获得晶粒非常细小的坯料，更有利于获得超细晶球状组织，更有利于提高复合材料的综合力学性能。
本发明的方法制备的SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强的镁合金基复合材料工件，拉伸力学性能达到了抗拉强度≥430MPa，伸长率≥6％，密度≤2.0g/cm3，弹性模量达到55-76GPa左右，扩大了镁合金基复合材料的应用领域，尤其适应于直接半固态射压成型复杂结构的航空航天、汽车领域壳体类零件，并可能用于制备高性能镁合金汽车轮毂零件，大幅度降低其重量，节能环保。
附图说明
图1为本发明制备方法中所使用的半固态射压成型装置的结构示意图。
图中，1.SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压工件，2.射嘴测温点，3.半固态浆料，4.加热器，5.给料器，6.球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料，7.料斗，8.高速射压系统，9.螺旋驱动单元，10.料桶，11.螺旋剪切推进杆，12.射嘴，13.定模，14.动模。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件，按重量百分比由以下原料组分组成：SW-CNTs短纤维0.5-1.5％、N-SiCp颗粒1-15％、余量为镁合金粉，以上各组分重量百分比之和为100％。
SW-CNTs为单层碳纳米管纤维，其长度为2-5μm；N-SiCp为纳米碳化硅，其颗粒的粒径为50-100nm。
镁合金粉为650目任意标准牌号为AZ系或ZK系镁合金粉、亦或为根据要求的稀土镁合金粉。
本发明还提供上述SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒的分散与消除团聚：
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维0.5-1.5％、N-SiCp颗粒1-15％、余量为镁合金粉，以上各组分重量百分比之和为100％；并按照此配比磨球：将称量好的各原料置于300转/分的高能球磨机中，并在氩气保护下球磨混粉36小时；
步骤2，该复合材料工件半固态射压成型：
将步骤1球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料通过半固态射压成型技术制成SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压工件1。
SW-CNTs为单层碳纳米管纤维，其长度为2-5μm；N-SiCp颗粒的粒径为50-100nm。
镁合金粉为650目任意标准牌号为AZ系或ZK系镁合金粉、亦或为根据要求的稀土镁合金粉。
步骤1中，球料重量比(磨球与物料的重量比)为1：1；使用的磨球为：直径为Φ8mm的碳化硼(B4C)磨球和胶囊磨球，碳化硼磨球和胶囊磨球个数相同。
步骤2中，如图1所示，半固态射压成型技术所采用的设备为半固态射压成型装置，具体包括有盛放球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料6的料斗7和设置在料斗7下方的给料器5，料斗7与给料器5连通；给料器5下方设置有料桶10，给料器5与料桶10侧壁连通，料桶10前端设置有射嘴12，料筒的尾端设置有依次连接的螺旋驱动单元9及高速射压系统8，料桶10内设置有螺旋剪切推进杆11，螺旋剪切推进杆11通过螺旋驱动单元9驱动，料桶10外壁设置有加热器4；螺旋驱动单元9控制螺旋剪切推进杆11的旋转，以推进球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料向前运动和致密化，并对加热至半固态化的浆料进行剪切搅拌；高速射压系统8为工业常用高速液压系统，用于控制螺旋剪切推进杆11高速向前推进，以控制半固态浆料3通过射嘴12高速高压射出；射嘴12前端还设置有射嘴测温点2，如果发现温度低于需要的温度，控温系统自动启动给加热器4(电阻圈)通电加热，但检测温度达到预定温度，停止加热，以间接检测和控制射入由定模13及动模14组成的铸型型腔的半固态浆料3的温度；射嘴12远离料桶10的一侧还依次连接有定模13及动模14，定模13和动模14内部连通构成铸型型腔；
步骤2中，半固态射压成型装置制备坯料过程为：
将经步骤1球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料6放入料斗7中，混合粉料经给料器5进入料桶10与螺旋剪切推进杆11之间的间隙中，同时启动螺旋驱动单元9，使螺旋剪切推进杆11旋转并推进SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料6进入料桶10的加热区，使其在被旋转推进过程中逐渐被加热，获得热量，温度逐渐提高而成为半固态浆料3；当射嘴测温点2检测半固态浆料3达到预定射压温度605℃后，启动高速射压系统8，将螺旋剪切推进杆11向前推进，将经过螺旋剪切推进杆11搅拌和剪切作用的半固态浆料3通过射嘴12高速连续射入由定模13和动模14构成的型腔，并保压一定时间，半固态浆料3在高压下凝固，即制备了SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压坯料；凝固后开模取出带有浇铸系统和排气系统的半固态射压坯料，并切割去除浇铸系统和排气系统，即获得SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压工件1；其中，螺旋剪切推进杆11的旋转速度为20-100RPM；高速射压系统8采用的压力为30-100MPa，速度为30-100m/s；保压时间为0.5-30s。
经上述方法制备的SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强的镁合金基复合材料工件，拉伸力学性能达到了抗拉强度≥430MPa，伸长率≥6％，密度≤2.0g/cm3，弹性模量达到55-76GPa左右，扩大了镁合金基复合材料的应用领域，尤其适应于直接半固态射压成型复杂结构的航空航天、汽车领域壳体类零件，并可能用于制备高性能镁合金汽车轮毂零件，大幅度降低其重量，节能环保。
实施例1
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维含量为0.5％，N-SiCp颗粒含量为1％，其余为650目的AZ91粉，以上各组分重量百分比之和为100％；选择650目的AZ91合金粉作为复合材料的基体，SW-CNTs为长度为2μm的纤维，N-SiCp颗粒的粒径大小为50nm；使用Φ8mm的B4C磨球和胶囊磨球，B4C磨球和胶囊磨球个数相同，B4C磨球和胶囊磨球总重量与混合粉料重量之比为1：1。
将上述混合粉料和磨球一起装入球磨罐中，以300转/分的卧式高能球磨机中在氩气保护下球磨混粉36小时。
将球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料放入半固态射压成型装置中制成半固态浆料3，并在605℃条件下射压入型腔制备SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料工件；其中，螺旋剪切推进杆11的旋转速度为20RPM；高速射压系统8采用的压力为30MPa，速度为30m/s；保压时间为0.5s。
得到的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强的AZ91镁合金基复合材料工件的晶粒尺寸小于1.5μm，室温抗拉强度435MPa，伸长率为8％，密度为1.81g/cm3，弹性模量为55GPa。
实施例2
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维含量为1％，N-SiCp颗粒含量为3％，其余为650目的AZ80粉，以上各组分重量百分比之和为100％；选择650目的AZ80合金粉作为复合材料的基体，SW-CNTs为长度为3μm的纤维，N-SiCp颗粒的粒径大小为50nm，使用Φ8mm的B4C磨球和胶囊磨球，B4C磨球和胶囊磨球个数相同，B4C磨球和胶囊磨球总重量与混合粉料重量之比为1：1。
将上述混合粉料和磨球一起装入球磨罐中，以300转/分的卧式高能球磨机中在氩气保护下球磨混粉36小时。
将球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料放入半固态射压成型装置中制成半固态浆料3，并在605℃条件下射压入型腔制备SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料工件。
其中，螺旋剪切推进杆11的旋转速度为100RPM；高速射压系统8采用的压力为100MPa，速度为100m/s；保压时间为30s。
得到的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强的AZ80镁合金基复合材料工件的晶粒尺寸小于1.5μm，室温抗拉强度445MPa，伸长率为8％，密度为1.82g/cm3，弹性模量为56GPa。
实施例3
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维含量为1.5％，N-SiCp颗粒含量为5％，其余为650目的ZK60粉，以上各组分重量百分比之和为100％。选择650目的ZK60合金粉作为复合材料的基体，SW-CNTs为长度为5μm的纤维，N-SiCp颗粒的粒径大小为100nm，使用Φ8mm的B4C磨球和胶囊磨球，B4C磨球和胶囊磨球个数相同，B4C磨球和胶囊磨球总重量与混合粉料重量之比为1：1。
将上述混合粉料和磨球一起装入球磨罐中，以300转/分的卧式高能球磨机中在氩气保护下球磨混粉36小时。
将球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料放入半固态射压成型装置中制成半固态浆料3，并在605℃条件下射压入型腔制备SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料工件；
其中，螺旋剪切推进杆11的旋转速度为80RPM；高速射压系统8采用的压力为80MPa，速度为40m/s；保压时间为5s。
得到的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强的ZK60镁合金基复合材料工件的晶粒尺寸小于1.5μm，室温抗拉强度460MPa，伸长率为12％，密度为1.85g/cm3，弹性模量为65GPa。
实施例4
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维含量为1.0％，N-SiCp颗粒含量为10％，其余为650目的ZK60粉。选择650目的ZK60合金粉作为复合材料的基体，SW-CNTs为长度为2μm的纤维，N-SiCp颗粒的粒径大小50nm，使用Φ8mm的B4C磨球和胶囊磨球，B4C磨球和胶囊磨球个数相同，B4C磨球和胶囊磨球总重量与混合粉料重量之比为1：1。
将上述混合粉料和磨球一起装入球磨罐中，以300转/分的卧式高能球磨机中在氩气保护下球磨混粉36小时。
将球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料放入半固态射压成型装置中制成半固态浆料3，并在605℃条件下射压入型腔制备SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料工件；
其中，螺旋剪切推进杆11的旋转速度为30RPM；高速射压系统8采用的压力为60MPa，速度为50m/s；保压时间为10s。
得到的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强的ZK60镁合金基复合材料工件的晶粒尺寸小于1.5μm，室温抗拉强度480MPa，伸长率为7％，密度为1.9g/cm3，弹性模量为72GPa。
实施例5
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维含量为1.0％，N-SiCp颗粒含量为15％，其余为650目的Mg-6.5Zn-2.6Y-0.8Ce-1.2Nd粉。选择650目的Mg-6.5Zn-2.6Y-0.8Ce-1.2Nd合金粉作为复合材料的基体，SW-CNTs为长度为2μm的纤维，N-SiCp颗粒的粒径大小为50nm，使用Φ8mm的B4C磨球和胶囊磨球，B4C磨球和胶囊磨球个数相同，B4C磨球和胶囊磨球总重量与混合粉料重量之比为1：1。
将上述混合粉料和磨球一起装入球磨罐中，以300转/分的卧式高能球磨机中在氩气保护下球磨混粉36小时。
将球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料放入半固态射压成型装置中制成半固态浆料3，并在605℃条件下射压入型腔制备SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料工件；
其中，螺旋剪切推进杆11的旋转速度为70RPM；高速射压系统8采用的压力为70MPa，速度为85m/s；保压时间为25s。
得到的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒复合增强的Mg-6.5Zn-2.6Y-0.8Ce-1.2Nd镁合金基复合材料工件的晶粒尺寸小于1.5μm，室温抗拉强度520MPa，伸长率为7％，密度为2.0g/cm3，弹性模量为76GPa。
Claims (1)
1.SW-CNTs和N-SiCp增强镁合金工件的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒的分散与消除团聚：
按照重量百分比分别称取如下原料：SW-CNTs短纤维0.5-1.5％、N-SiCp颗粒1-15％、余量为镁合金粉，以上各组分重量百分比之和为100％；并按照此配比磨球：将称量好的各原料置于300转/分的高能球磨机中，并在氩气保护下球磨混粉36小时；
步骤2，该复合材料工件半固态射压成型：
将步骤1球磨后完全混合均匀的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金粉料通过半固态射压成型技术制成SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压工件(1)；
所述SW-CNTs为单层碳纳米管纤维，其长度为2μm-5μm；所述N-SiCp颗粒的粒径为50nm-100nm；
所述镁合金粉为650目任意标准牌号为AZ系或ZK系镁合金粉、亦或为根据要求的稀土镁合金粉；
步骤1中，球料重量比为1：1；使用的磨球为：直径为Φ8mm的碳化硼磨球和胶囊磨球，碳化硼磨球和胶囊磨球个数相同；
步骤2中，半固态射压成型技术所采用的设备为半固态射压成型装置，具体包括有盛放球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料(6)的料斗(7)和设置在料斗(7)下方的给料器(5)，料斗(7)与给料器(5)连通；给料器(5)下方设置有料桶(10)，给料器(5)与料桶(10)侧壁连通，料桶(10)前端设置有射嘴(12)，料桶(10)的尾端设置有依次连接的螺旋驱动单元(9)及高速射压系统(8)，料桶(10)内设置有螺旋剪切推进杆(11)，螺旋剪切推进杆(11)通过螺旋驱动单元(9)驱动，料桶(10)外壁设置有加热器(4)；射嘴(12)前端还设置有射嘴测温点(2)；射嘴(12)远离料桶(10)的一侧还依次连接有定模(13)及动模(14)，定模(13)和动模(14)内部连通构成铸型型腔；
步骤2中，半固态射压成型装置制备该复合材料工件过程为：
将经步骤1球磨后的SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料(6)放入料斗(7)中，混合粉料经给料器(5)进入料桶(10)与螺旋剪切推进杆(11)之间的间隙中，同时启动螺旋驱动单元(9)，使螺旋剪切推进杆(11)旋转并推进SW-CNTs短纤维、N-SiCp颗粒和镁合金混合粉料(6)进入料桶(10)的加热区，使其在被旋转推进过程中逐渐被加热，获得热量，温度逐渐提高而成为半固态浆料(3)；当射嘴测温点(2)检测半固态浆料(3)达到预定射压温度605℃后，启动高速射压系统(8)，将螺旋剪切推进杆(11)向前推进，将经过螺旋剪切推进杆(11)搅拌和剪切作用的半固态浆料(3)通过射嘴(12)高速连续射入由定模(13)和动模(14)构成的型腔，并保压一定时间，半固态浆料(3)在高压下凝固，即制备了SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压坯料；凝固后开模取出带有浇铸系统和排气系统的半固态射压坯料，并切割去除浇铸系统和排气系统，即获得SW-CNTs短纤维和N-SiCp颗粒复合增强镁合金基复合材料半固态射压工件(1)；
螺旋剪切推进杆(11)的旋转速度为20-100RPM；高速射压系统(8)采用的压力为30-100MPa，速度为30-100m/s；保压时间为0.5-30s。
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