CN107262726A - 一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺 - Google Patents

一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN107262726A
CN107262726A CN201710447847.8A CN201710447847A CN107262726A CN 107262726 A CN107262726 A CN 107262726A CN 201710447847 A CN201710447847 A CN 201710447847A CN 107262726 A CN107262726 A CN 107262726A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
deep cooling
rolling
foil
aluminium
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
CN201710447847.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107262726B (zh
Inventor
喻海良
崔晓辉
王青山
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South 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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201710447847.8A priority Critical patent/CN107262726B/zh
Publication of CN107262726A publication Critical patent/CN107262726A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107262726B publication Critical patent/CN107262726B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/043—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by ball milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/049—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by pulverising at particular temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，将金属铝箔和金属镍箔加工成完全相同尺寸的片材；按照铝/镍/铝/镍/…/铝进行堆叠，通过压机消除它们界面的空气；将材料放入液氮中冷却到‑190℃左右；取出进行深冷轧制，轧制结束后，轧件温度在‑50℃以下；将轧制后的带材进行折叠，放入液氮中重新冷却，再进行深冷轧制；重复10‑20次，生产出无金属间化合物的镍铝双金属复合箔材，将制备的镍铝双金属复合箔材进行深冷球磨处理，制备出层状结构的镍铝纳米粉末，本发明基于结合深冷叠轧与深冷球磨的复合轧制技术，所得材料为铝/镍/铝……铝/镍/铝多层复合材料，材料中镍与铝界面处不形成镍铝金属间化合物。

Description

一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺
技术领域
本发明属于复合金属材料轧制技术领域，特别涉及一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺。
背景技术
目前，镍和铝塑性变形过程中，会发生放热反应形成镍铝金属间化合物并实现微冶金结合。根据这一特征，镍、铝复合材料可以用来作为自粘接材料。目前，常采用的方法有两种：(1)是将镍加工成粉末材料，采用铝箔进行包袱，形成线材。(2)将镍和铝均加工成微小直径的金属丝，通过适当比率的缠绕成线材。
随着3D打印等行业的发展，人们对粉末材料的需求增加。如果采用传统塑性加工方法进行制备，由于镍、铝箔材才塑性变形情况下局部区域可能发生变形热过高而导致镍、铝材料形成金属间化合物，而使镍铝纳米金属粉失去相关功能。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，基于结合深冷叠轧与深冷球磨的复合轧制技术，来制备具有纳米尺寸的高质量镍铝双金属复合纳米颗粒，在微观情况下，所得材料为由镍和铝组成的层状复合材料，为铝/镍/铝……铝/镍/铝多层复合材料，材料中镍与铝界面处不形成镍铝金属间化合物。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，包括：
第一步：以纯镍和纯铝金属箔材为原料；
第二步：将金属铝箔和金属镍箔加工成完全相同尺寸的片材；
第三步：按照铝/镍/铝/镍…铝进行堆叠，通过压机消除它们界面的空气；
第四步：将材料放入液氮中进行冷却，冷却10分钟，实现材料温度被均匀冷却到-190℃左右；
第五步：将材料取出，进行深冷轧制，轧制结束后，轧件温度控制在-50℃以下；
第六步：将轧制后的带材进行折叠，放入液氮中重新冷却，冷却时间3-5分钟；
第七步：将冷却的材料再进行深冷轧制；
第八步：重复第六步和第七步10-20次，生产出无金属间化合物的镍铝双金属复合箔材，将制备的镍铝双金属复合箔材进行深冷球磨处理，制备出层状结构的镍铝纳米粉末。
所述镍箔轧制前的厚度为20-50μm，铝箔轧制前的厚度为20-50μm。
所述第三步中最终材料的厚度为0.1-0.5mm。
所述深冷轧制的压下率为40％-60％。
深冷球磨处理时，采用液氮对球磨过程进行冷却，防止金属间发生自反应。
与现有技术相比，本发明采用深冷叠轧与深冷球磨相结合的技术，制备的复合镍铝纳米颗粒在3D打印、焊接、喷涂等领域具有广阔前景。
附图说明
图1所示为层状结构的镍铝双金属纳米颗粒的深冷轧制制备流程图。
图2所示为经过深冷叠轧后形成镍铝复合材料。该材料为深冷球磨过程提供原料。
图3所示为层状纳米颗粒的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，通过多道次深冷累积轧制，轧件形成层状结构的镍铝双金属复合箔材。通过深冷球磨，制备出纳米粉末。具体步骤如下：
第一步：以纯镍和纯铝金属箔材为原料，镍箔1制前的厚度为20-50μm，铝箔2轧制前的厚度为20-50μm。
第二步：将铝箔2和镍箔1加工成完全相同尺寸的片材。
第三步：按照铝/镍/铝/镍…铝进行堆叠，通过压机消除它们界面的空气，最终得厚度为0.1-0.5mm的镍/铝/…镍/铝堆叠的片材3。
第四步：将材料放入装有液氮的深冷箱4中进行冷却，冷却10分钟，温度被均匀冷却到-190℃左右。
第五步：将材料取出，以压下率((H-h)/H)在50％左右进行深冷轧制。轧制结束后，轧件5温度控制在零下50度以下。
其中，H是轧制前轧件厚度，h是轧制后轧件厚度。
第六步：将轧制后的带材进行折叠，放入液氮中重新冷却，冷却时间在3-5分钟。
第七步：将冷却的材料再进行深冷轧制，压下率维持在40％-60％。
重复第六步和第七步10-20次，生产出无金属间化合物的镍铝双金属复合箔材。
第八步：将制备的镍铝双金属复合箔材8利用球磨机7进行深冷球磨处理，制备出层状结构的镍铝纳米粉末9。球磨过程中，采用液氮进行冷却，防止镍铝发生反应，失去自粘接功能。
本发明的主要原理为利用超低温塑性变形，金属镍与金属铝之间结合力相对较弱，从而不形成金属间化合物。与此同时，超低温情况下，金属镍与金属铝均具有良好的塑性，从而实现多道次塑性变形。
图2所示为经过深冷叠轧后形成镍铝复合材料。。
图3所示为层状纳米颗粒9示意图。其由不同厚度的镍、铝相间，界面处无金属间化合物。该粉末的直径大小在50-200μm。
用此发明制备的超细晶镍铝层状复合粉末可以作为3D打印的粉末材料，也可以用于自粘接材料领域。

Claims (5)

1.一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，其特征在于，包括：
第一步：以纯镍和纯铝金属箔材为原料；
第二步：将金属铝箔和金属镍箔加工成完全相同尺寸的片材；
第三步：按照铝/镍/铝/镍…铝进行堆叠，通过压机消除它们界面的空气；
第四步：将材料放入液氮中进行冷却，冷却10分钟，实现材料温度被均匀冷却到-190℃左右；
第五步：将材料取出，进行深冷轧制，轧制结束后，轧件温度控制在-50℃以下；
第六步：将轧制后的带材进行折叠，放入液氮中重新冷却，冷却时间3-5分钟；
第七步：将冷却的材料再进行深冷轧制；
第八步：重复第六步和第七步10-20次，生产出无金属间化合物的镍铝双金属复合箔材，将制备的镍铝双金属复合箔材进行深冷球磨处理，制备出层状结构的镍铝纳米粉末。
2.根据权利要求1所述生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，其特征在于，所述镍箔轧制前的厚度为20-50μm，铝箔轧制前的厚度为20-50μm。
3.根据权利要求1所述生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，其特征在于，所述第三步中最终材料的厚度为0.1-0.5mm。
4.根据权利要求1所述生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，其特征在于，所述深冷轧制的压下率为40％-60％。
5.根据权利要求1所述生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺，其特征在于，采用液氮对球磨过程进行冷却，防止金属间发生自反应。
CN201710447847.8A 2017-06-14 2017-06-14 一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺 Active CN107262726B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710447847.8A CN107262726B (zh) 2017-06-14 2017-06-14 一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710447847.8A CN107262726B (zh) 2017-06-14 2017-06-14 一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107262726A true CN107262726A (zh) 2017-10-20
CN107262726B CN107262726B (zh) 2019-03-15

Family

ID=60066324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710447847.8A Active CN107262726B (zh) 2017-06-14 2017-06-14 一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107262726B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108296289A (zh) * 2018-01-12 2018-07-20 中南大学 一种提高复合金属材料界面焊合的复合轧制工艺
CN108598358A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 中航锂电技术研究院有限公司 一种复合金属锂负极的制备方法
CN108906889A (zh) * 2018-05-08 2018-11-30 中南大学 一种制备高性能CrCoNi中熵合金箔材的深冷异步轧制方法
CN112410840A (zh) * 2020-09-22 2021-02-26 南昌航空大学 一种快速制备Cu/Ni反应性纳米多层膜的方法
US10940672B2 (en) 2018-11-22 2021-03-09 Tsinghua University Aluminum matrix composites and method thereof
CN113828801A (zh) * 2021-09-23 2021-12-24 中南大学 一种电弧增材与深冷轧制成形复合制造装置和方法
CN115351079A (zh) * 2022-07-29 2022-11-18 中南大学 一种提高轻质金属复合板热稳定性能的加工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003315A1 (de) * 1992-08-04 1994-02-17 Bayer Aktiengesellschaft Verfahren zur auftrennung von kunststoff-nichtmetall-verbundsystemen
CN104275489A (zh) * 2014-09-18 2015-01-14 株洲科能新材料有限责任公司 一种液氮球磨制备超细铋粉的方法
CN104789895A (zh) * 2015-04-21 2015-07-22 苏州统明机械有限公司 一种用于热喷涂的抗冲击合金钢粉末及其制备方法
CN105913989A (zh) * 2016-04-22 2016-08-31 山西三益强磁业股份有限公司 高剩磁材料及制备方法
CN106607456A (zh) * 2016-12-20 2017-05-03 中南大学 一种二维铂系列合金材料的复合轧制制备方法
CN106623425A (zh) * 2016-12-20 2017-05-10 中南大学 一种降低铝钛复合板材轧制边裂的方法
CN106670233A (zh) * 2016-12-20 2017-05-17 中南大学 一种制备纳米锂铝双金属复合箔材的深冷轧制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003315A1 (de) * 1992-08-04 1994-02-17 Bayer Aktiengesellschaft Verfahren zur auftrennung von kunststoff-nichtmetall-verbundsystemen
CN104275489A (zh) * 2014-09-18 2015-01-14 株洲科能新材料有限责任公司 一种液氮球磨制备超细铋粉的方法
CN104789895A (zh) * 2015-04-21 2015-07-22 苏州统明机械有限公司 一种用于热喷涂的抗冲击合金钢粉末及其制备方法
CN105913989A (zh) * 2016-04-22 2016-08-31 山西三益强磁业股份有限公司 高剩磁材料及制备方法
CN106607456A (zh) * 2016-12-20 2017-05-03 中南大学 一种二维铂系列合金材料的复合轧制制备方法
CN106623425A (zh) * 2016-12-20 2017-05-10 中南大学 一种降低铝钛复合板材轧制边裂的方法
CN106670233A (zh) * 2016-12-20 2017-05-17 中南大学 一种制备纳米锂铝双金属复合箔材的深冷轧制方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108296289A (zh) * 2018-01-12 2018-07-20 中南大学 一种提高复合金属材料界面焊合的复合轧制工艺
CN108598358A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 中航锂电技术研究院有限公司 一种复合金属锂负极的制备方法
CN108906889A (zh) * 2018-05-08 2018-11-30 中南大学 一种制备高性能CrCoNi中熵合金箔材的深冷异步轧制方法
US10940672B2 (en) 2018-11-22 2021-03-09 Tsinghua University Aluminum matrix composites and method thereof
TWI754783B (zh) * 2018-11-22 2022-02-11 鴻海精密工業股份有限公司 鋁基複合材料及其製備方法
US11312105B2 (en) 2018-11-22 2022-04-26 Tsinghua University Aluminum matrix composites and method thereof
CN112410840A (zh) * 2020-09-22 2021-02-26 南昌航空大学 一种快速制备Cu/Ni反应性纳米多层膜的方法
CN113828801A (zh) * 2021-09-23 2021-12-24 中南大学 一种电弧增材与深冷轧制成形复合制造装置和方法
CN113828801B (zh) * 2021-09-23 2022-04-22 中南大学 一种电弧增材与深冷轧制成形复合制造装置和方法
CN115351079A (zh) * 2022-07-29 2022-11-18 中南大学 一种提高轻质金属复合板热稳定性能的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107262726B (zh) 2019-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107262726B (zh) 一种生产自粘接纳米层状结构的镍铝金属粉的深冷制备工艺
CN105296802B (zh) 一种高强韧双尺度结构钛合金及其制备方法与应用
CN106670233B (zh) 一种制备纳米锂铝双金属复合箔材的深冷轧制方法
EP2881480B1 (de) Gebaute kolben für rotationskolbenmotoren
CN106676439B (zh) 一种梯度带材的深冷表层连续轧制制备方法
CN100555473C (zh) 一种高性能银包铝复合丝材及其制备工艺
US10252314B2 (en) Method of manufacturing pure niobium plate end-group components for superconducting high frequency accelerator cavity
CN107377617B (zh) 一种制备多组元复合带材的方法
CN103394537B (zh) 一种细晶/超细晶金属层状材料的制备方法
WO2006036033A1 (ja) 高強度高靭性金属及びその製造方法
TW201312616A (zh) 鋁電解電容器用電極材及其製造方法
US20190055636A1 (en) Method for making alloy matrix composite
CN108714626B (zh) 一种制备贵金属纳米片的深冷异步轧制方法
CN102641889A (zh) 一种钎焊复合铝箔的制备方法
CN104805432A (zh) 一种金属/纳米碳复合材料的制备方法
JP2012001808A (ja) 多孔質金属の製造方法
CN108022709A (zh) 软磁性合金及磁性部件
CN108296289B (zh) 一种提高复合金属材料界面焊合的复合轧制工艺
CN109201734A (zh) 一种制备超高强度金属箔材的深冷异步轧制工艺
CN101942620B (zh) 一种高致密纳米晶铝合金及其制备方法
TW201926370A (zh) 軟磁性合金及磁性部件
CN106591610B (zh) 一种放电等离子烧结制备高强高导铜合金的方法
CN103773984A (zh) 一种微纳米叠片制备超细晶合金的粉末冶金方法
TWI680191B (zh) 軟磁性合金及磁性部件
CN105219999B (zh) 一种碳纳米纸纳米铜复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant