[發明專利]一種輕量化高強度的納米改性鋁合金材料制備方法

在審

• 申請號: 202111595943.X
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114367659A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 盛榮亮;陳冬冬;陳曉軍;包華平;江振偉
• 申請（專利權）人: 江蘇東恒光電有限公司
• 主分類號: B22F1/18
• 分類號: B22F1/18;B22C9/22;C22C1/02;C22C21/08;C22F1/047
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本發明公開種輕量化高強度的納米改性鋁合金材料制備方法，包括以下步驟：步驟一：制備Mg?Si包覆納米管，將鎂粉和硅粉與碳納米管混合后進行機械研磨，使硅粉與碳納米管充分混合，構建核殼結構，得到鎂硅包覆碳納米管；步驟二：制備納米改性鋁合金材料：將步驟1)所得鎂硅包覆碳納米管加入鋁合金中進行攪拌，使添加的硅包覆碳納米管在鋁合金基體中均勻分散，隨后熱處理澆鑄，得到納米改性鋁合金材料鑄棒。本發明通過采用Al?Mg?Si系合金，極大提高了合金金具的強度。本發明提供的納米改性鋁合金材料較傳統的電力金具用可鍛鑄鐵材料具有輕質、高強、免鍍鋅的優勢。

技術領域

本發明涉及一種輕量化高強度的納米改性鋁合金材料制備方法，屬于鋁基復合材料及電力金具制備技術領域。

背景技術

目前，我國配電線路仍在大規模使用鑄鐵金具，在運行過程中時刻產生巨大的電能損失，而且，現階段鍍鋅難的問題也影響到了鑄鐵金具的生產和供貨。行業內在較早以前，就有了采用鋁合金作為節能金具材料，然而鋁合金強度不足，限制了它在金具領域的推廣使用。實際上，高性能節能金具的發展，材料是最大的瓶頸。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種輕量化高強度的納米改性鋁合金材料制備方法，從而解決上述技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種輕量化高強度的納米改性鋁合金材料制備方法，包括以下步驟：

步驟一：制備Mg-Si包覆納米管，將鎂粉和硅粉與碳納米管混合后進行機械研磨，使硅粉與碳納米管充分混合，構建核殼結構，得到鎂硅包覆碳納米管；

步驟二：制備納米改性鋁合金材料：將步驟1)所得鎂硅包覆碳納米管加入鋁合金中進行攪拌，使添加的硅包覆碳納米管在鋁合金基體中均勻分散，隨后熱處理澆鑄，得到納米改性鋁合金材料鑄棒。

進一步的，所述納米改性鋁合金材料中在AL-Mg-Si組成的三元系中，沒有三元化合物，只有兩個二元化合物Mg2Si和Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si偽二元截面為分界，構成兩個三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3。

進一步的，所述步驟二納米改性鋁合金材料中共晶溫度為595℃，Mg2Si的最大溶解度是1．85％，在500℃時為1. 05％。

進一步的，所述二元化合物Mg2Si的鎂硅重量比為1-1.73。

進一步的，所述納米改性鋁合金材料在制備的過程中的擠壓溫度為480℃，合金元素鎂硅的總量為1%。

進一步的，所述步驟二中硅包覆碳納米管在鋁合金基體中的熔煉溫度為750℃-760℃。

本發明的有益效果是：本發明通過采用Al-Mg-Si系合金，極大提高了合金金具的強度，本發明提供的納米改性鋁合金材料較傳統的電力金具用可鍛鑄鐵材料具有 輕質、高強、免鍍鋅的優勢，且比常規鋁合金強度更高；納米改性鋁合金密度比鑄鐵低(輕 質)，強度比鑄鐵及常規鋁合金高。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限制本發明的范圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術術語和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同，本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。

本發明為一種輕量化高強度的納米改性鋁合金材料制備方法，包括以下步驟：

步驟一：制備Mg-Si包覆納米管，將鎂粉和硅粉與碳納米管混合后進行機械研磨，使硅粉與碳納米管充分混合，構建核殼結構，得到鎂硅包覆碳納米管；