[發(fā)明專利]填充粒子增強的鋁合金復合材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310262442.9 | 申請日： | 2013-06-27 |
| 公開（公告）號： | CN103290343A | 公開（公告）日： | 2013-09-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孟紅琳 | 申請（專利權(quán)）人： | 孟紅琳 |
| 主分類號： | C22C47/02 | 分類號： | C22C47/02;C22C47/08;C22C49/06;C22C101/00 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 257091 山東省東營市*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 填充 粒子 增強 鋁合金 復合材料 制備 方法 | ||
1.一種填充粒子增強的鋁合金復合材料的制備方法，其特征在于，基體合金選用鑄造鋁合金ZAlSi8MgBe，填充離子包括四針狀氧化鋅晶須、芳綸纖維、玻璃纖維、納米二氧化鈦和碳化硅，其中四針狀氧化鋅晶須、芳綸纖維、玻璃纖維、納米二氧化鈦和碳化硅的質(zhì)量分別占鑄造鋁合金ZAlSi8MgBe質(zhì)量的6-8%、4-5%、3-4%、1-2%和2-3%；所述的四針狀氧化鋅晶須長度12-14μm，根部直徑2-3μm，所述的芳綸纖維長度為3-4mm、單絲直徑8-10μm，所述的玻璃纖維為140-150目的玻璃纖維粉末，所述的納米二氧化鈦粒徑為20-25nm；所述的四針狀氧化鋅晶須需要按照以下方法進行改性：稱量0.5-0.8?g?硅烷偶聯(lián)劑溶解在60-70ml丙酮中，再滴加草酸調(diào)節(jié)PH至5～6，靜置20-25分鐘；然后稱量12-14g?四針狀氧化鋅晶須置于上述溶液中，在55-58℃溫度下對攪拌5-6小時；然后抽濾、烘干溶劑得到改性四針狀氧化鋅晶須備用；所述的芳綸纖維需要進行以下預處理：將芳綸纖維在丙酮中浸泡8-10小時，然后分別在水和乙醇中煮沸2-3小時，烘干備用；所述的玻璃纖維需要按照以下方法進行改性：稱量1-1.2g?硅烷偶聯(lián)劑溶解在40-50?ml丙酮中，然后稱量8-10g?玻璃纖維置于上述溶液中，在25-30℃溫度下對攪拌0.5-1小時；然后再70-75℃干燥2-3小時，在110-112℃活化1-1.5小時后備用；所述的納米二氧化鈦需要按照以下方法進行改性：稱取1-1.5g硅烷偶聯(lián)劑混合在80-120g水中；納米二氧化鈦和三乙醇胺按照質(zhì)量比1：0.5-1混合研磨；稱取研磨料15-20g分散到上述含有硅烷偶聯(lián)劑的水體中，調(diào)節(jié)PH至8.5-8.8，攪拌3-4小時，然后抽濾、烘干得到改性納米二氧化鈦備用；碳化硅選用α-SiC顆粒，并經(jīng)過以下預處理：（1）、SiC顆粒整形：SiC顆粒經(jīng)破碎機粉碎和渦流式氣流分級機分級得到平均粒度為25-35μm的類圓形顆粒；（2）、鹽酸酸洗：將步驟（1）整形得到的SiC顆粒加入到質(zhì)量分數(shù)10-20%的鹽酸中，并在25-35℃下浸泡3-6小時，過濾并水洗SiC顆粒至PH為6-7為止，烘干后備用；（3）、高溫氧化：將步驟（2）烘干得到的SiC顆粒在900-1000℃下氧化4-6小時，冷卻后備用；（4）、硝酸鹽敏化：將步驟（3）冷卻得到的SiC顆粒在質(zhì)量分數(shù)10-30%的硝酸鎂溶液中浸泡4-5小時，然后在1-2小時內(nèi)用質(zhì)量分數(shù)10-20%的氨水滴定溶液PH至為8-9為止，過濾并在380-400℃下烘干備用；復合材料的具體制備步驟如下：
a.?將改性或預處理后的四針狀氧化鋅晶須、芳綸纖維、玻璃纖維、納米二氧化鈦和碳化硅在高速攪拌下混合均勻得到混料；
b.向鑄造鋁合金ZAlSi8MgBe中加入其重量1.5-1.8%的鎂粉，混合后加熱至680-700℃熔化；
c.將混料預熱至250-260℃加入到熔化鑄造鋁合金ZAlSi8MgBe中，控溫720-740℃在氮氣保護下攪拌2-3小時,樹脂砂型澆鑄得到復合材料；（6）、T6熱處理：在500-520℃固熔處理6-8小時，淬火，然后在165-168℃時效處理4-5小時后得到鋁合金復合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填充粒子增強的鋁合金復合材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟（1）中SiC平均粒度為30μm；所述步驟（2）中鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為15%，浸泡溫度為30℃，時間為4小時；所述步驟（3）中氧化溫度為950℃，時間為5小時；所述步驟（4）中硝酸鎂溶液濃度為20%，時間為4.5小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填充粒子增強的鋁合金復合材料的制備方法，，其特征在于，所述的四針狀氧化鋅晶須改性的硅烷偶聯(lián)劑是KH-570，所述的玻璃纖維改性的硅烷偶聯(lián)劑是KH-550；所述的納米二氧化鈦改性的硅烷偶聯(lián)劑是KH-560。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的填充粒子增強的鋁合金復合材料的制備方法，，其特征在于，所述步驟b加入鎂粉的同時加入占鋁合金ZAlSi8MgBe重量0.02-0.04%的稀土金屬，稀土金屬可以為釔、锫和鑭中的一種或者幾種的混合。
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