CN104532030A - 一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法 - Google Patents

一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104532030A
CN104532030A CN201410812480.1A CN201410812480A CN104532030A CN 104532030 A CN104532030 A CN 104532030A CN 201410812480 A CN201410812480 A CN 201410812480A CN 104532030 A CN104532030 A CN 104532030A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum
nano
temperature
aluminium
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410812480.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104532030B (zh
Inventor
闫洪
陈小会
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Shanyudao Technology Co ltd
Original Assignee
Nanchang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang University filed Critical Nanchang University
Priority to CN201410812480.1A priority Critical patent/CN104532030B/zh
Publication of CN104532030A publication Critical patent/CN104532030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104532030B publication Critical patent/CN104532030B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法，首先将纳米氮化铝颗粒与铝粉末按1:1～2:3的质量比混合60～70rpm球磨50～60h，将混合粉末放入坩锅内加热至660～670℃，空冷、碾碎，过筛；将铝合金放入坩锅内熔化，700～750℃时，按纳米氮化铝颗粒的加入量为铝合金熔体的1～4wt.%的量，将上述过筛后的混合粉末加入到铝合金熔体中，加入时间为5～10min，并引入高能超声20KHz、1～3KW，之后继续超声处理5～10min；将熔体温度降至合金半固态温度区间，降温速率5～15℃/min，施加超声处理20KHz、600～1000W。本发明得到的铝基纳米复合材料组织中初生ɑ-Al相细小且分布均匀，纳米氮化铝颗粒分布均匀，无团聚现象，工艺成本低、简单；安全可靠；操作方便。

Description

一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法
技术领域
本发明属于金属材料制备领域，特别涉及铝基复合材料半固态浆料的制备方法。
背景技术
半固态合金在成形过程中充型平稳，产生的热应力低，缩孔、缩松缺陷少，净近成形。颗粒增强铝基复合材料具有比强度、比刚度高、高耐磨性、高的减振性等许多优点。氮化铝颗粒因其具有良好的物理化学，机械及热性能，是理想的增强相，为广大学者所关注。微米颗粒可以改善基体的屈服强度及极限抗压强度，但使基体的延展性变差。纳米颗粒能在保持较低含量下明显提高基体的弹性模量、屈服强度、抗磨性及高温蠕变性，因而逐渐受到重视。大量研究发现纳米陶瓷颗粒与铝合金熔体的润湿性差，且在熔体中的状态不稳定。而通过传统的工艺制备纳米复合材料存在纳米颗粒易团聚、含量不高、工艺复杂、成型受限等问题使得铝基纳米复合材料的性能提高的潜力受到很大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的制备方法
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的制备方法为：首先将纳米氮化铝颗粒与铝粉末混合进行球磨50～60h， 其中纳米氮化铝颗粒与铝粉末的质量比为1:1～2:3，球磨速度为60～70rpm；将混合粉末放入坩锅内加热，温度控制在660～670℃；空冷、碾碎，过筛，其中网孔尺寸为1000～850μm；将铝合金放入坩锅内加热、熔化，在温度700～750℃时，按纳米氮化铝颗粒的加入量为铝合金熔体的1～4wt.%的量，将上述过筛后的混合粉末加入到铝合金熔体中，加入时间为5～10min，在加入过程中引入高能超声到铝合金熔体中，超声频率20KHz、功率1～3KW，之后继续超声处理5～10min；将熔体温度降至合金半固态温度区间，降温速率为5～15℃/min，此过程施加超声处理，超声频率20KHz、功率600～1000W；即可获得纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料。
本发明所述的纳米氮化铝及铝的颗粒尺寸优选纳米氮化铝30～100nm，铝58～75μm。
纯铝颗粒塑性较好，容易被陶瓷颗粒压入。低能球磨尽可能很好地分散颗粒又可以避免有害的化学反应。熔体表面张力的作用可以使小颗粒很难加入而大颗粒因其自身重力可以很容易克服这种抗力。超声对熔体产生的空化、声流对颗粒的润湿及分散有很大的促进作用。
本发明得到的铝基纳米复合材料组织中初生ɑ-Al相细小且分布均匀，纳米氮化铝颗粒分布均匀，无团聚现象。此工艺成本低、简单；安全可靠；操作方便。
附图说明
图1为本发明制备制备的半固态A356铝基纳米复合材料浆料的显微组织。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
首先将纳米氮化铝颗粒及铝粉末进行球磨50h，其中纳米氮化铝颗粒与铝粉末的质量比为1:1，球磨速度为70rpm；将混合粉末放入坩锅内加热，温度控制在670℃；空冷、碾碎，过筛，其中网孔尺寸为850μm；将7075铝合金放入坩锅内加热、熔化，在温度700℃时，按纳米氮化铝颗粒的加入量为铝合金熔体的1wt.%的量，将上述过筛后的混合粉末加入到7075铝合金熔体中，加入时间为5min，在加入过程中引入高能超声到铝合金熔体中，超声频率20KHz、功率2KW，而后继续超声处理5min；将熔体温度降至638℃，降温速率为5℃/min，此过程施加超声处理，超声频率20KHz、功率600W；即可获得纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料。
实施例2。
首先将纳米氮化铝颗粒及铝粉末进行球磨55h，其中纳米氮化铝颗粒与铝粉末的质量比为1:1，球磨速度为60rpm；将混合粉末放入坩锅内加热，温度控制在660℃；空冷、碾碎，过筛，其中网孔尺寸为1000μm；将A356铝合金放入坩锅内加热、熔化，在温度750℃时，按纳米氮化铝颗粒的加入量为铝合金熔体的2wt.%的量，将上述过筛后的混合粉末加入到A356铝合金熔体中，加入时间为10min，在加入过程中引入高能超声到A356铝合金熔体中，超声频率20KHz、功率1KW，而后继续超声处理10min；将熔体温度降至605℃，降温速率为15℃/min，此过程施加超声处理，超声频率20KHz、功率800W；即可获得纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料。
实施例3。
首先将纳米氮化铝颗粒及铝粉末进行球磨60h，其中纳米氮化铝颗粒与铝粉末的质量比为2:3，球磨速度为65rpm；将混合粉末放入坩锅内加热，温度控制在660℃；空冷、碾碎，过筛，其中网孔尺寸为1000μm；将6063铝合金放入坩锅内加热、熔化，在温度700～750℃时，按纳米氮化铝颗粒的加入量为铝合金熔体的3wt.%的量，将上述过筛后的混合粉末加入到6063铝合金熔体中，加入时间为10min，在加入过程中引入高能超声到铝合金熔体中，超声频率20KHz、功率3KW，而后继续超声处理5min；将熔体温度降至652℃，降温速率为10℃/min，此过程施加超声处理，超声频率20KHz、功率1000W；即可获得纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料。
附图1为实施例2条件下获得的的半固态A356铝基纳米复合材料浆料的组织，图中可见，所获得的铝基复合材料组织中没有粗大的树枝初生晶出现，初生ɑ-Al相被超声空化效应产生的强大冲击力击碎，明显细化。超声空化及声流作用使得纳米氮化铝粉末在熔体中均匀分布。

Claims (2)

1.一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法，其特征是首先将纳米氮化铝颗粒与铝粉末混合进行球磨50～60h， 其中纳米氮化铝颗粒与铝粉末的质量比为1:1～2:3，球磨速度为60～70rpm；将混合粉末放入坩锅内加热，温度控制在660～670℃；空冷、碾碎，过筛，其中网孔尺寸为1000～850μm；将铝合金放入坩锅内加热、熔化，在温度700～750℃时，按纳米氮化铝颗粒的加入量为铝合金熔体的1～4wt.%的量，将上述过筛后的混合粉末加入到铝合金熔体中，加入时间为5～10min，在加入过程中引入高能超声到铝合金熔体中，超声频率20KHz、功率1～3KW，之后继续超声处理5～10min；将熔体温度降至合金半固态温度区间，降温速率为5～15℃/min，此过程施加超声处理，超声频率20KHz、功率600～1000W。
2.根据权利要求1所述的基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法，其特征是所述的纳米氮化铝及铝的颗粒尺寸为纳米氮化铝30～100nm，铝58～75μm。
CN201410812480.1A 2014-12-24 2014-12-24 一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法 Active CN104532030B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410812480.1A CN104532030B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410812480.1A CN104532030B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104532030A true CN104532030A (zh) 2015-04-22
CN104532030B CN104532030B (zh) 2016-12-07

Family

ID=52847647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410812480.1A Active CN104532030B (zh) 2014-12-24 2014-12-24 一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104532030B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105132733A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 华中科技大学 一种制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法
CN105234356A (zh) * 2015-07-14 2016-01-13 南昌大学 一种变质剂诱导孕化铝合金半固态浆料的制备方法
CN107805747A (zh) * 2017-09-29 2018-03-16 宁波优适捷传动件有限公司 一种汽车摆臂及其制备方法
CN109234562A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 江苏大学 一种调控制备原位二元纳米颗粒增强铝基复合材料的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07207302A (ja) * 1994-01-13 1995-08-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ＡｌＮ分散型アルミニウム合金複合材料の製造方法
JPH10219371A (ja) * 1997-02-07 1998-08-18 Sumitomo Electric Ind Ltd ＡｌＮ分散型粉末アルミニウム合金とその製造方法
CN101181736A (zh) * 2007-12-07 2008-05-21 华中科技大学 一种金属零件的半固态流变成形方法及其装置
CN102108455A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 清华大学 铝基复合材料的制备方法
CN104032159A (zh) * 2014-03-26 2014-09-10 南昌大学 一种纳米氮化铝增强铝基复合材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07207302A (ja) * 1994-01-13 1995-08-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ＡｌＮ分散型アルミニウム合金複合材料の製造方法
JPH10219371A (ja) * 1997-02-07 1998-08-18 Sumitomo Electric Ind Ltd ＡｌＮ分散型粉末アルミニウム合金とその製造方法
CN101181736A (zh) * 2007-12-07 2008-05-21 华中科技大学 一种金属零件的半固态流变成形方法及其装置
CN102108455A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 清华大学 铝基复合材料的制备方法
CN104032159A (zh) * 2014-03-26 2014-09-10 南昌大学 一种纳米氮化铝增强铝基复合材料的制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105234356A (zh) * 2015-07-14 2016-01-13 南昌大学 一种变质剂诱导孕化铝合金半固态浆料的制备方法
CN105234356B (zh) * 2015-07-14 2017-05-03 南昌大学 一种变质剂诱导孕化铝合金半固态浆料的制备方法
CN105132733A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 华中科技大学 一种制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法
CN105132733B (zh) * 2015-09-29 2017-10-13 华中科技大学 一种制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法
CN107805747A (zh) * 2017-09-29 2018-03-16 宁波优适捷传动件有限公司 一种汽车摆臂及其制备方法
CN109234562A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 江苏大学 一种调控制备原位二元纳米颗粒增强铝基复合材料的方法
CN109234562B (zh) * 2018-10-31 2020-12-18 江苏大学 一种调控制备原位二元纳米颗粒增强铝基复合材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104532030B (zh) 2016-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102108455B (zh) 铝基复合材料的制备方法
Wang et al. Processing, microstructure and mechanical properties of micro-SiC particles reinforced magnesium matrix composites fabricated by stir casting assisted by ultrasonic treatment processing
CN104532046A (zh) 一种基于超声及机械振动复合制备纳米氮化铝增强铝基复合材料半固态浆料的方法
CN101381829B (zh) 一种原位颗粒增强镁基复合材料的制备方法
CN104532030A (zh) 一种基于超声处理制备纳米氮化铝颗粒增强铝基复合材料半固态浆料的方法
CN102586635B (zh) 一种原位Al2O3颗粒增强Al-Si-Cu复合材料半固态浆料的制备方法
CN104209515B (zh) 一种碳纳米管包覆金属颗粒的制备方法
CN104532031A (zh) 一种纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN104532032B (zh) 一种基于复合振动技术制备纳米氧化铝增强铝基复合材料半固态浆料的方法
CN101532098A (zh) 超声波制备SiCp/AZ31镁基纳米复合材料的方法
TW201134947A (en) Method for making magnesium-based metal matrix composites
CN110964933B (zh) 一种石墨烯/铝及铝合金复合材料的制备方法
CN103074530A (zh) 一种高强耐热镁合金的制备方法
CN104313384B (zh) 一种原位Al3Ti金属间化合物颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN104532033B (zh) 一种纳米氧化铝增强铝基复合材料半固态浆料的制备方法
CN106244866A (zh) 一种纳米TiN增强铝基复合材料的制备方法
CN107502771A (zh) 一种纳米TiC颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN102776396B (zh) 一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法
CN103074528B (zh) 一种用超声原位合成法制备稀土耐热镁合金
CN101880783B (zh) 一种TiAl3增强铝基复合材料的制备方法
CN101748300B (zh) 一种Mg2Si增强镁基复合材料的制备方法
CN101532099B (zh) 超声波制备SiCp/AZ61镁基纳米复合材料的方法
CN103924128B (zh) 一种纳米氧化铝增强铝基复合材料的制备方法
CN106244867B (zh) 纳米TiN颗粒增强铝基复合材料的制备方法
CN104513907B (zh) 一种基于机械搅拌制备纳米氧化铝颗粒强化铝基复合材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230323

Address after: 402460 station 15, 10 / F, innovation and development center, 19 Lingfang Avenue, Changzhou street, Rongchang District, Chongqing

Patentee after: Chongqing shanyudao Technology Co.,Ltd.

Address before: 999 No. 330031 Jiangxi province Nanchang Honggutan University Avenue

Patentee before: Nanchang University