[發(fā)明專利]一種抗拉強度高的鋁單板材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2022-04-14
• 公開（公告）號: CN114737140B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 黎耀榮
• 申請（專利權）人: 廣東合拓新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C49/06
• 分類號: C22C49/06;C22C49/14;C22C47/20;C22C101/14;C22C101/20;C22C101/04
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 李秀麗

本發(fā)明涉及鋁單板材料技術領域，具體地說，涉及一種抗拉強度高的鋁單板材料及其制備方法。其包括鋁基合金層和增強纖維層，鋁基合金層上下設有兩個，鋁基合金層至少包括以下重量百分比的原料：銅、硅、鎂、鋅、鈦、鐵和稀土元素，其余為純鋁；增強纖維層包括以下原料：碳化硅纖維、硼纖維和氧化鋁纖維；采用碳化硅纖維、硼纖維和氧化鋁纖維制成增強纖維層，不僅提升了鋁單板材料的抗拉強度，同時對鋁單板材料的抗腐蝕性、耐磨性、高溫使用性和抗疲勞性均有較好的提高。

技術領域

本發(fā)明涉及鋁單板材料技術領域，具體地說，涉及一種抗拉強度高的鋁單板材料及其制備方法。

背景技術

隨著現(xiàn)代經濟的迅速發(fā)展，人們對建筑裝飾的美觀、實用等綜合性能提出了愈來愈高的要求。以石材、石膏板為代表的傳統(tǒng)建筑裝飾材料由于自重大、安裝及加工工藝復雜、造型簡單等缺陷，不能良好地表達建筑設計師的設計意圖，正是在這種形勢下，鋁單板應運而生。

采用金屬纖維強化鋁合金應用于鋁單板使用，由于其好的效果受到越來越多的研究，傳統(tǒng)方法將碳纖維復合材料通過結構膠固定至鋁合金外表面的方式制備鋁單板，該連接方式，由于膠的加入容易產生起泡，使鋁單板的抗拉強度受到較大影響，因此需要一種抗拉強度高的鋁單板材料來改善現(xiàn)有技術的不足。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種抗拉強度高的鋁單板材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種抗拉強度高的鋁單板材料，包括鋁基合金層和增強纖維層，所述鋁基合金層上下設有兩個，所述鋁基合金層至少包括以下重量百分比的原料：銅1-3％、硅1-3％、鎂0.5-2％、鋅0.5-2％、鈦0.2-0.6％、鐵0.3-0.8％和稀土元素0.1-0.5％，其余為純鋁；

所述增強纖維層包括以下原料：碳化硅纖維、硼纖維和氧化鋁纖維，加入的增強纖維層進一步改善了鋁單板材料的抗拉強度。

作為本技術方案的進一步改進，所述增強纖維中碳化硅纖維、硼纖維和氧化鋁纖維用量比為1:1:1。

另一方面，本發(fā)明提供了一種用于制備如上述中任意一項所述的抗拉強度高的鋁單板材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將純鋁加入至熔煉爐中熔融，依次加入銅、硅、鎂、鋅、鈦、鐵和稀土元素至熔煉爐中，攪拌制得鋁合金液；

S2、加入精煉劑至鋁合金液中，并不斷攪拌精煉，然后加入清渣劑進行扒渣處理；

S3、制備上下板狀模具，將部分鋁合金液加入下板狀模具中形成下鋁基合金層，并采用壓型模板將鋁基合金層表層按壓形成凹槽，降溫后恒溫冷卻；

S4、將部分鋁合金液加入至上板狀模具中形成上鋁基合金層，降溫后恒溫冷卻；

S5、將壓型模板取下，平鋪碳化硅纖維、硼纖維和氧化鋁纖維至鋁基合金層表層的凹槽處，并倒入剩余鋁合金液，制得增強纖維層；

S6、將上鋁基合金層與下鋁基合金層貼合，接著升溫抽真空加壓，最后冷卻脫模即可制得鋁單板材料。

采用開設凹槽的方式，將鋁合金液與增強纖維層結合，在采用上下鋁基合金層升溫加壓的方式，使得鋁合金液帶動增強纖維層與鋁基合金層之間貼合，減少了氣孔的產生，進一步提升了增強纖維層在抗拉強度上的突出優(yōu)勢。

優(yōu)選的，所述S1中，熔煉爐溫度為750-800℃，攪拌速率為80-100r/min。

優(yōu)選的，所述S3中，上板狀模具為凹型結構，其壁厚度為2cm，深度為3cm，鋁基合金層表層凹槽深度為1.5cm，凹槽側面與上板狀模具之間厚度為3cm。

優(yōu)選的，所述S3中，降溫溫度為300-350℃，恒溫時間為20-25min，便于鋁合金液固化。