一种增强型铝合金材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种增强型铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：S1.按照重量份比称取以下成分，硅为0.12

【技术实现步骤摘要】
一种增强型铝合金材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料制备领域，具体涉及一种增强型ABS导电树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝基复合材料与传统的铝合金材料相比，具备更加优良的综合性质，如比强度高、耐磨性好、导电性高、热膨胀系数低，从而具有十分广阔的应用前景。目前，铝合金中的铝硅系、铝铜系合金由于各具优点而得到比较广泛的应用，但同时它们的缺点突出，已阻碍了它们在现代工业中中应用和发展。
[0003]连续纤维增强金属基复合材料是早期主要的研究工作重点，但由于连续纤维制备的成本高，且存在界面问题，复合材料制备、成型难度大等问题的存在，从而限制了它的研究与发展。与连续纤维增强金属基复合材料相比，颗粒增强金属基复合材料具有生产成本低，制备工艺简单等特点，特别是颗粒增强铝基复合材料。
[0004]颗粒增强铝基复合材料的研究发展，已从大颗粒掺杂阶段发展到现如今纳米颗粒掺杂。由于工艺的不断改善，特别是超声分散技术铝合金冶炼中引用，铝基纳米复合材料的研究在湿法和火法冶金中都取得了一定的科研成果。由于颗粒增强铝基复合材料的标准不统一，以及在微观方面颗粒增强复合材料的复合理论，界面理论不完善等问题的存在，对此类材料的研究应用造成了一定的限制。
[0005]随着金属基复合材料的发展，陶瓷材料被引入到金属材料中以提高其强度，但不幸的是，粒度较大的陶瓷微米颗粒在一定程度上影响了复合材料的塑性及机械加工性能。由于陶瓷增强相与铝合金基体之间的物理化学性能之间的差异大，给铝基复合材料的制备和研究带来困难，故如何开发或改进铝基纳米复合材料的制备技术，制备出具备优秀综合力学性能的铝基纳米复合材料是当前科研工作的重点问题。

技术实现思路

[0006]要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种增强型铝合金材料的制备方法，采用特定的模板，将增强填料制备成特定形状的陶瓷材料，将陶瓷材料作为增强铝基的增强填料，制备出具备优秀综合力学性能的铝基纳米复合材料。
[0007]技术方案：一种增强型铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：S1. 按照重量份比称取以下成分，硅为0.12
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0.15%，铁为0.14
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0.18%，铜为0.03
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0.08%，锰为0.01
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0.04%，镁为0.01
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0.03%，锌为0.02
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0.05%，钒为0.02
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0.05%，余量为铝，将上述成分加热至熔融，得到铝液；S2. 将TiC改性的氧化铝制成预制块，并在280
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320℃下预热，然后放入至280
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320℃的模具中；S3. 将步骤S1制备的铝液在720
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760℃下浇入模具中，预制块的体积分数为3
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13%，以80
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150MPa的压力进行加压，使得铝液能够渗透至预制件中，在压力下凝固，保压15
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20S，待铸件凝固成型后，进行固溶、时效处理，得到增强型铝合金材料。
[0008]优选的，所述TiC改性的氧化铝的制备方法如下：S11.将异丙醇铝加入至热水中，搅拌使异丙醇铝充分水解，然后滴加硝酸，继续反应，得到氧化铝溶胶；S12. 将羽毛洗涤烘干后浸渍，使溶胶吸附于羽毛的表面，浸渍完成后将羽毛进行离心去除表面多余的溶胶，然后将包裹溶胶的羽毛进行干燥使溶胶凝胶化，重复浸渍离心烘干的步骤1
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3次，最后将样品分散处理后进行热处理，得到羽毛形状氧化铝；S13. 将钛酸丁酯加入至乙醇溶液中，搅拌至钛酸丁酯充分水解，然后加入石墨粉，搅拌后过滤烘干研磨成混合粉末；S14. 将步骤S3中制备的混合粉末铺设在步骤S2制备羽毛形状氧化铝在氩气氛围下进行激光原位反应，得到TiC改性的氧化铝。
[0009]优选的，所述步骤S11中异丙醇铝，水和硝酸的摩尔比为1:100:1。
[0010]优选的，所述步骤S12中羽毛为立体球状的朵绒，朵绒的平均直径为1
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2cm，热处理为升温速率约为2
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4℃/min并分别在350
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400和600
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680℃保温5
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9h。
[0011]优选的，所述步骤S13中钛酸丁酯和石墨粉的比值为4
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6:1mL/g。
[0012]优选的，所述步骤S14中激光参数为激光功率1500
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2000W，扫描速度200
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240mm/min，光斑直径2.5
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3.5mm。
[0013]优选的，所述固溶、时效处理工艺为将材料在500
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520℃下保温4
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6h，然后淬入温水中冷却至室温，然后再180
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200℃下保温2
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3h，最后在空气中冷却至室温。
[0014]有益效果：本专利技术的增强型ABS导电树脂及其制备方法具有以下优点：1. 本专利技术中选用禽类羽毛作为模板材料，羽毛中朵绒是立体球状，由一个绒核和放射出的许多绒丝组成的朵状结构，类似于蒲公英，在以其作为模板制备陶瓷材料，不仅仅是陶瓷颗粒增强的形式，还有陶瓷纤维增强的形式，将其制备成预制体具有很好的力学增强的作用；2.本专利技术中的增强相对裂纹具有阻碍作用，作用机理为：裂纹在增强相前发生扩散偏转，也提高复合材料的强度。在外应力作用下，基体中首先产生裂纹，裂纹在扩展过程中遇到增强相时，裂纹扩展被钝化或扩展路径发生偏转，使裂纹路径曲折，消耗较多的断裂能，增加了裂纹扩展所需能量，裂纹路径由平直而变得曲折，也同样可提高复合材料强度。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术不局限于以下实施例：实施例1一种增强型铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：S1. 按照重量份比称取以下成分，硅为0.12%，铁为0.18%，铜为0.03%，锰为0.04%，镁为0.01%，锌为0.05%，钒为0.02%，余量为铝，将上述成分加热至熔融，得到铝液；S2. 将TiC改性的氧化铝制成预制块，并在280℃下预热，然后放入至280℃的模具中；S3. 将步骤S1制备的铝液在720℃下浇入模具中，预制块的体积分数为13%，以
150MPa的压力进行加压，使得铝液能够渗透至预制件中，在压力下凝固，保压15S，待铸件凝固成型后，进行固溶、时效处理，将材料在520℃下保温4h，然后淬入温水中冷却至室温，然后再200℃下保温2h，最后在空气中冷却至室温，得到增强型铝合金材料。
[0016]其中，所述TiC改性的氧化铝的制备方法如下：S11.将异丙醇铝加入至热水中，搅拌使异丙醇铝充分水解，然后滴加硝酸，异丙醇铝，水和硝酸的摩尔比为1:100:1，继续反应，得到氧化铝溶胶；S12. 选用平均直径为1.1cm的朵绒，洗涤烘干后浸渍，使溶胶吸附于羽毛的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强型铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 按照重量份比称取以下成分，硅为0.12
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0.15%，铁为0.14
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0.18%，铜为0.03
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0.08%，锰为0.01
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0.04%，镁为0.01
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0.03%，锌为0.02
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0.05%，钒为0.02
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0.05%，余量为铝，将上述成分加热至熔融，得到铝液；S2. 将TiC改性的氧化铝制成预制块，并在280
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320℃下预热，然后放入至280
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320℃的模具中；S3. 将步骤S1制备的铝液在720
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760℃下浇入模具中，以80
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150MPa的压力进行加压，使得铝液能够渗透至预制件中，在压力下凝固，保压15
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20S，待铸件凝固成型后，进行固溶、时效处理，得到增强型铝合金材料。2.根据权利要求1所述的增强型铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述TiC改性的氧化铝的制备方法如下：S11.将异丙醇铝加入至热水中，搅拌使异丙醇铝充分水解，然后滴加硝酸，继续反应，得到氧化铝溶胶；S12. 将羽毛洗涤烘干后浸渍，使溶胶吸附于羽毛的表面，浸渍完成后将羽毛进行离心去除表面多余的溶胶，然后将包裹溶胶的羽毛进行干燥使溶胶凝胶化，重复浸渍离心烘干的步骤1
‑
3次，最后将样品分散处理后进行热处理，得到羽毛形状氧化铝；S13. 将钛酸丁酯加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建乡，刘健，赵良，
申请(专利权)人：苏州创泰合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：