[發(fā)明專利]一種高強韌性單壁碳納米管鋁合金基復(fù)合材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010633717.5 | 申請日： | 2020-07-02 |
| 公開（公告）號： | CN111778431B | 公開（公告）日： | 2022-09-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 徐文雷;劉愛軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 蘇州阿羅米科技有限公司 |
| 主分類號： | C22C21/08 | 分類號： | C22C21/08;B22F1/12;B22F3/14;B22F3/18;B22F3/24;C22C1/05 |
| 代理公司： | 蘇州慧通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32239 | 代理人： | 丁秀華 |
| 地址： | 215000 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高強 韌性 單壁碳 納米 鋁合金 復(fù)合材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種高強韌性單壁碳納米管鋁合金基復(fù)合材料，其質(zhì)量百分數(shù)為：單壁碳納米管：0.1%～0.5%；鋁合金基體：99.5%～99.9%；所述單壁碳納米管的管徑為1納米～20納米，所述單壁碳納米管的長度0.5微米～30微米；其中，所述鋁合金基體為預(yù)合金粉末；所述預(yù)合金粉末的平均粒度為1微米～30微米；所述預(yù)合金粉末原料中還添加了0.1%～1%的分散劑；所述分散劑為聚氧乙烯山梨醇酯；所述鋁合金基體為兩種不同平均粒度比例混合而成；所述兩種不同平均粒度比例為20%～80%；所述單壁碳納米管在超聲波中充分分散到所述的預(yù)合金粉末原料中；所述鋁合金基復(fù)合材料經(jīng)過粉末冶金熱壓燒結(jié)和熱軋加工得到高性能鋁合金基復(fù)合材料，所述鋁合金基復(fù)合材料經(jīng)過熱壓燒結(jié)和熱軋加工提高致密度和強度；所述鋁合金基復(fù)合材料的抗拉強度為500MPa～900MPa，延伸率為7.5%～12%，致密度為99%～100%；所述鋁合金基體為6系變形鋁合金或7系變形鋁合金；所述6系變形鋁合金組分的質(zhì)量百分數(shù)為：
Si：0.4%～0.8%；
Zn：≤0.25%；
Cu：0.15%～0.4%；
Mg：0.8%～1.2%；
Mn：≤0.15%；
Ti：≤0.15%；
Cr：0.04%～0.35%；余量為Al；
所述7系變形鋁合金組分的質(zhì)量百分數(shù)為：
Si：≤0.4%；
Zn：5.1%～6.1%；
Cu：1.2%～2.0%；
Mg：2.1%～2.9%；
Mn：≤0.3%；
Ti：≤0.2%；
Cr：0.18%～0.28%；
Fe：≤0.5%；余量為Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高強韌性單壁碳納米管鋁合金基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1原料稱取，分別稱取單壁碳納米管0.1%～0.5%，鋁合金基體99.5%～99.9%的原料；所述單壁碳納米管的管徑為1納米～20納米，所述單壁碳納米管的長度0.5微米～30微米；所述鋁合金基體為預(yù)合金粉末；所述預(yù)合金粉末的平均粒度為1微米～30微米；
S2原料混合，將S1稱取的單壁碳納米管和鋁合金基體原料在混合裝置中混合均勻，得到混合粉末；
S3熱壓燒結(jié)，將S2混合均勻的粉末進行真空熱壓燒結(jié)，其燒結(jié)溫度為450℃～520℃，燒結(jié)壓力為5MPa～20MPa，燒結(jié)時間為0.5小時～2小時，得到復(fù)合胚料；
S4熱軋加工，將S3所述復(fù)合胚料進行熱軋加工，熱軋溫度為350℃～450℃，熱軋變形量為20%～80%；
S5鋁合金基復(fù)合材料，將S4熱軋后的復(fù)合材料在空氣或惰性氣體中自然冷卻，得到鋁合金基復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種高強韌性單壁碳納米管鋁合金基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中所述單壁碳納米管采用超聲波分散到所述鋁合金基體的預(yù)合金粉末中，所述超聲波的分散時間為1小時～3小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種高強韌性單壁碳納米管鋁合金基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟S2所述混合裝置采用真空干磨方式，混合時間為1小時～3小時，混合轉(zhuǎn)速為200rpm～300rpm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種高強韌性單壁碳納米管鋁合金基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟S3所述熱壓燒結(jié)是將混合粉末置于鋼模具中雙向加壓，放入燒結(jié)爐進行真空燒結(jié)，所述燒結(jié)溫度為480℃～500℃，所述燒結(jié)壓力為10MPa～15MPa，所述燒結(jié)時間為1小時～1.5小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～5任一項所述一種高強韌性單壁碳納米管鋁合金基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟S4所述熱軋加工的熱軋溫度為400℃～450℃，熱軋變形量為60%～80%。
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