[發明專利]一種石墨烯增強ADC12鋁合金的壓鑄方法

有效

• 申請號: 201811079791.6
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109182821B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 閆洪;魏志帆
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/02;B22D17/00;C22B9/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

1.一種石墨烯增強ADC12鋁合金的壓鑄方法，其特征是由以下步驟組成：

（1）將羧基化石墨烯在分析純乙醇中超聲預分散1~3h，溫度為室溫，全程控制無水汽；體積比控制在0.2~0.4：50；

（2）將步驟（1）預處理后的羧基化石墨烯分散液倒入丙三醇和鈦酸四異丙酯組成的前驅液中密封，并再次超聲處理1~1.5h；其中，丙三醇與鈦酸四異丙酯體積比為10:0.4~1.2；

（3）把步驟（2）的前驅懸濁液導入水熱反應釜中，其中懸濁液體積占反應釜容積35%～70%；再放入反應爐中加熱，以1～5℃/min升溫至70～110℃，保溫1～2h，再以1～3℃/min升溫至175~180℃后，保溫10～15h；取出，反應釜密封空冷；

（4）把步驟（3）所得溶體取出，離心處理，并通過倒入分析純乙醇多次離心至溶體無色，轉速控制在9000~16000rpm；全程密封保證無水汽；

（5）把步驟（4）得到的混合粉末真空烘干，然后在氬氣保護下450~500℃中焙燒；時間控制在1~3h；可得到表面具有針狀銳鈦型氧化鈦涂層的羧基化石墨烯；

（6）將步驟（5）得到的表面具有針狀銳鈦型氧化鈦涂層的羧基化石墨烯顆粒與純鋁粉混合，混合比為1:4，將混合粉末通過冷壓在400MPa下保壓10min，制備成氧化鈦包覆羧基化石墨烯/鋁預制塊，隨后將預制塊切碎；

（7）將ADC12鋁合金放入石墨坩堝中，然后在井式電阻爐中加熱至750℃并保溫直至熔化；待ADC12鋁合金塊完全熔化后，對合金熔體進行精煉、除氣和除渣處理；隨后將步驟（6）得到的氧化鈦包覆羧基化石墨烯/鋁預制塊加入到合金熔體中，通過預制塊的加入量來控制產品中氧化鈦包覆石墨烯顆粒含量為0.5~2.5wt%；

（8）隨后將超聲變幅桿插入熔體中對合金熔體進行高能超聲處理，該過程通入氬氣進行保護，氬氣流量為20L/min，氬氣壓力為0.45MPa；其工藝參數為：超聲功率為1.5~2.5kW，超聲頻率為15000~25000Hz，超聲時間為10~20min；

（9）將步驟（8）的復合材料漿料保溫15min，保溫結束后所得混合熔體進行扒渣，扒渣后取樣分析，將成分合格后的熔體溫度降至680~710℃保溫待用；

（10）將步驟（9）所得成分合格后的漿料倒入壓鑄機澆口，壓鑄成柱狀鋁合金材料；壓鑄工藝設定如下：澆注溫度控制為680~710℃，料柄厚度控制為25mm，模具溫度控制為150~170℃；壓射力控制為330kN，錘頭直徑控制為60mm；壓射壓力控制為116MPa，壓射時間控制為3s，冷卻時間控制為2s，留模時間控制為10s；壓鑄過程中模柄動作行程位置為：慢壓射起始位置控制為80mm，快壓射起始位置控制為270mm，增壓位置控制為280mm，跟蹤位置控制為350mm；

（11）對步驟（10）得到的坯料置于電阻爐內進行第一級固溶處理，固溶處理溫度為440±3℃，保溫時間2.5~3.5小時，后迅速放入溫度為20℃的水中冷卻；

（12）對步驟（11）得到的材料置于電阻爐內進行第二級固溶處理，固溶處理溫度為480±3℃，保溫時間1.5~2.5小時，后迅速放入溫度為20℃的水中冷卻；

（13）將步驟（12）所得的材料置于125±3℃溫度下進行時效處理，時效時間為5~6小時，隨后空冷。