CN108559929A - 一种汽车车身用铝基轻质材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车车身用铝基轻质材料及其制备方法,包括以下重量份的原料:铝基粉体40‑58份、酚醛树脂16‑25份、刚玉粉7‑11份、尖晶石15‑20份、碳纤维4‑6份、石墨粉5‑8份、二氧化硅气溶胶8‑15份、碳化硅粉3‑6份、月季8‑10份和钴粉1.2‑2.4份。本发明原料来源广泛,制备工艺简单,制备的成品不仅具有小的密度,还具有良好的力学性能,适用于汽车车身,具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种汽车车身用铝基轻质材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车材料领域,具体是一种汽车车身用铝基轻质材料。
背景技术
随着我国经济水平的快速发展和科技的发展,越来越多的家庭拥有了私家车,一户人家有多部车辆的情况十分常见,汽车已经成为人们的一种日常交通工具。汽车是由动力驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆,主要用于载运人员和货物,牵引载运人员和货物的车辆。
汽车为我们的生活带来了方便,汽车的使用性能对于车主来说很重要,汽车车身是汽车的主要部件,其作用主要是保护驾驶员以及构成良好的空气力学环境,好的车身能带来更佳的性能。车身材料是影响车身性能的主要因素,铝基复合材料是近年来出现的车身材料,具有密度小、硬度大、熔点低、耐腐蚀性能好等特点,为了进一步提高汽车的运行速度、降低能耗,提高舒适程度,就需要对车身进行减重,制备更轻量化的铝基材料就成为必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车车身用铝基轻质材料,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种汽车车身用铝基轻质材料,包括以下重量份的原料:铝基粉体40-58份、酚醛树脂16-25份、刚玉粉7-11份、尖晶石15-20份、碳纤维4-6份、石墨粉5-8份、二氧化硅气溶胶8-15份、碳化硅粉3-6份、月季8-10份和钴粉1.2-2.4份。
作为本发明进一步的方案:所述汽车车身用铝基轻质材料,包括以下重量份的原料:铝基粉体46-58份、酚醛树脂19-25份、刚玉粉8.5-11份、尖晶石17-20份、碳纤维4.8-6份、石墨粉6-8份、二氧化硅气溶胶11-15份、碳化硅粉3.6-6份、月季8.8-10份和钴粉1.6-2.4份。
作为本发明进一步的方案:所述汽车车身用铝基轻质材料,包括以下重量份的原料:铝基粉体54份、酚醛树脂23份、刚玉粉10份、尖晶石19份、碳纤维5.5份、石墨粉7.2份、二氧化硅气溶胶14份、碳化硅粉5.4份、月季9.5份和钴粉2.1份。
所述汽车车身用铝基轻质材料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将月季采用超临界二氧化碳萃取法萃取,萃取压力为6-7.5MPa,萃取温度为30-45摄氏度,气流量为36-50L/小时,得到月季萃取液;
步骤二,将酚醛树脂粉碎至180-200目,得到酚醛树脂粉,分别将尖晶石和碳纤维粉碎至80-120目,得到尖晶石粉和碳纤维粉;
步骤三,将碳纤维粉、铝基粉体、刚玉粉和碳化硅粉混合并且加热熔融后雾化成合金粉,将合金粉加入月季萃取液中并且超声波振荡25-40分钟,捞出合金粉并且烘干,得到改性合金粉;
步骤四,将酚醛树脂粉、尖晶石粉、石墨粉和钴粉加入二氧化硅气溶胶中高速搅拌混合和真空干燥,得到第一混合物;
步骤五,将第一混合物、月季萃取液以及改性合金粉加入模具中并且焊接封口,将模具在50-60摄氏度和3-5.4MPa的压力下保持2-3小时,然后将模具用等静压处理45-55分钟,热挤压处理25-36分钟,将模具放入加热炉中,以8-12摄氏度/分钟的速度升温至800-840摄氏度并且保持40-50分钟,再以15-20摄氏度/分钟的速度升温至1460-1580摄氏度并且保持4-5小时,自然冷却至650-680摄氏度并且保温4-6小时,自然冷却至室温,即得到成品。
作为本发明进一步的方案:等静压的温度为680-750摄氏度,压强为75-90MPa,热挤压的挤压力为200-220KN,挤压速率为4-6毫米/秒,挤压温度为420-450摄氏度。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明原料来源广泛,制备工艺简单,制备的成品不仅具有小的密度,还具有良好的力学性能,适用于汽车车身,具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种汽车车身用铝基轻质材料,包括以下重量份的原料:铝基粉体40份、酚醛树脂16份、刚玉粉7份、尖晶石15份、碳纤维4份、石墨粉5份、二氧化硅气溶胶8份、碳化硅粉3份、月季8份和钴粉1.2份。
所述汽车车身用铝基轻质材料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将月季采用超临界二氧化碳萃取法萃取,萃取压力为6.6MPa,萃取温度为38摄氏度,气流量为44L/小时,得到月季萃取液;
步骤二,将酚醛树脂粉碎至180目,得到酚醛树脂粉,分别将尖晶石和碳纤维粉碎至90目,得到尖晶石粉和碳纤维粉;
步骤三,将碳纤维粉、铝基粉体、刚玉粉和碳化硅粉混合并且加热熔融后雾化成合金粉,将合金粉加入月季萃取液中并且超声波振荡35分钟,捞出合金粉并且烘干,得到改性合金粉;
步骤四,将酚醛树脂粉、尖晶石粉、石墨粉和钴粉加入二氧化硅气溶胶中高速搅拌混合和真空干燥,得到第一混合物;
步骤五,将第一混合物、月季萃取液以及改性合金粉加入模具中并且焊接封口,将模具在58摄氏度和3.6MPa的压力下保持2.5小时,然后将模具用等静压处理48分钟,热挤压处理32分钟,将模具放入加热炉中,以10摄氏度/分钟的速度升温至820摄氏度并且保持45分钟,再以18摄氏度/分钟的速度升温至1480摄氏度并且保持4小时,自然冷却至660摄氏度并且保温5小时,自然冷却至室温,即得到成品。
实施例2
一种汽车车身用铝基轻质材料,包括以下重量份的原料:铝基粉体46份、酚醛树脂19份、刚玉粉8.5份、尖晶石17份、碳纤维4.8份、石墨粉6份、二氧化硅气溶胶11份、碳化硅粉3.6份、月季8.8份和钴粉1.6份。
所述汽车车身用铝基轻质材料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将月季采用超临界二氧化碳萃取法萃取,萃取压力为7.2MPa,萃取温度为42摄氏度,气流量为50L/小时,得到月季萃取液;
步骤二,将酚醛树脂粉碎至200目,得到酚醛树脂粉,分别将尖晶石和碳纤维粉碎至100目,得到尖晶石粉和碳纤维粉;
步骤三,将碳纤维粉、铝基粉体、刚玉粉和碳化硅粉混合并且加热熔融后雾化成合金粉,将合金粉加入月季萃取液中并且超声波振荡32分钟,捞出合金粉并且烘干,得到改性合金粉;
步骤四,将酚醛树脂粉、尖晶石粉、石墨粉和钴粉加入二氧化硅气溶胶中高速搅拌混合和真空干燥,得到第一混合物;
步骤五,将第一混合物、月季萃取液以及改性合金粉加入模具中并且焊接封口,将模具在55摄氏度和5.1MPa的压力下保持2.5小时,然后将模具用等静压处理54分钟,等静压的温度为720摄氏度,压强为84MPa,热挤压处理33分钟,热挤压的挤压力为210KN,挤压速率为5毫米/秒,挤压温度为435摄氏度,将模具放入加热炉中,以10摄氏度/分钟的速度升温至815摄氏度并且保持48分钟,再以18摄氏度/分钟的速度升温至1540摄氏度并且保持5小时,自然冷却至675摄氏度并且保温6小时,自然冷却至室温,即得到成品。
作为本发明进一步的方案:
实施例3
一种汽车车身用铝基轻质材料,包括以下重量份的原料:铝基粉体54份、酚醛树脂23份、刚玉粉10份、尖晶石19份、碳纤维5.5份、石墨粉7.2份、二氧化硅气溶胶14份、碳化硅粉5.4份、月季9.5份和钴粉2.1份。
所述汽车车身用铝基轻质材料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将月季采用超临界二氧化碳萃取法萃取,萃取压力为6.4MPa,萃取温度为42摄氏度,气流量为45L/小时,得到月季萃取液;
步骤二,将酚醛树脂粉碎至180目,得到酚醛树脂粉,分别将尖晶石和碳纤维粉碎至120目,得到尖晶石粉和碳纤维粉;
步骤三,将碳纤维粉、铝基粉体、刚玉粉和碳化硅粉混合并且加热熔融后雾化成合金粉,将合金粉加入月季萃取液中并且超声波振荡36分钟,捞出合金粉并且烘干,得到改性合金粉;
步骤四,将酚醛树脂粉、尖晶石粉、石墨粉和钴粉加入二氧化硅气溶胶中高速搅拌混合和真空干燥,得到第一混合物;
步骤五,将第一混合物、月季萃取液以及改性合金粉加入模具中并且焊接封口,将模具在54摄氏度和4.8MPa的压力下保持2.5小时,然后将模具用等静压处理52分钟,热挤压处理33分钟,将模具放入加热炉中,以11摄氏度/分钟的速度升温至826摄氏度并且保持42分钟,再以18摄氏度/分钟的速度升温至1530摄氏度并且保持4小时,自然冷却至670摄氏度并且保温5小时,自然冷却至室温,即得到成品。
实施例4
一种汽车车身用铝基轻质材料,包括以下重量份的原料:铝基粉体58份、酚醛树脂25份、刚玉粉11份、尖晶石20份、碳纤维6份、石墨粉8份、二氧化硅气溶胶15份、碳化硅粉6份、月季10份和钴粉2.4份。
所述汽车车身用铝基轻质材料的制备方法,具体步骤如下:
步骤一,将月季采用超临界二氧化碳萃取法萃取,萃取压力为6.6MPa,萃取温度为38摄氏度,气流量为45L/小时,得到月季萃取液;
步骤二,将酚醛树脂粉碎至200目,得到酚醛树脂粉,分别将尖晶石和碳纤维粉碎至90目,得到尖晶石粉和碳纤维粉;
步骤三,将碳纤维粉、铝基粉体、刚玉粉和碳化硅粉混合并且加热熔融后雾化成合金粉,将合金粉加入月季萃取液中并且超声波振荡40分钟,捞出合金粉并且烘干,得到改性合金粉;
步骤四,将酚醛树脂粉、尖晶石粉、石墨粉和钴粉加入二氧化硅气溶胶中高速搅拌混合和真空干燥,得到第一混合物;
步骤五,将第一混合物、月季萃取液以及改性合金粉加入模具中并且焊接封口,将模具在55摄氏度和4.6MPa的压力下保持3小时,然后将模具用等静压处理48分钟,等静压的温度为715摄氏度,压强为88MPa,热挤压处理32分钟,热挤压的挤压力为210KN,挤压速率为5毫米/秒,挤压温度为445摄氏度,将模具放入加热炉中,以11摄氏度/分钟的速度升温至830摄氏度并且保持46分钟,再以18摄氏度/分钟的速度升温至1550摄氏度并且保持4小时,自然冷却至666摄氏度并且保温5小时,自然冷却至室温,即得到成品。
将实施例1-4的产品与现有产品进行性能测试,测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出,实施例1-4的产品在抗拉强度、弹性模量、伸长率和断裂韧性上均优于现有产品,实施例1-4的产品在密度上低于现有产品,可以满足人们的使用需求
本产品先将月季进行萃取,再将部分原料进行雾化后固化,细化颗粒,有利于后期分布的均匀,将细化颗粒后的合金在月季萃取液中超声波振荡进行改性,然后将其他原料制备成第一混合物,将第一混合物、月季萃取液和改性合金在50-60摄氏度和一定压力下保持,使得月季萃取液渗透入第一混合物以及改性合金的孔隙中,再用等静压和热挤压处理,随后在不同的温度进行烧结,最后在650-680摄氏度下进行固溶处理,制备的成品不仅密度低,还具有良好的力学性能。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种汽车车身用铝基轻质材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:铝基粉体40-58份、酚醛树脂16-25份、刚玉粉7-11份、尖晶石15-20份、碳纤维4-6份、石墨粉5-8份、二氧化硅气溶胶8-15份、碳化硅粉3-6份、月季8-10份和钴粉1.2-2.4份。
2.根据权利要求1所述的汽车车身用铝基轻质材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:铝基粉体46-58份、酚醛树脂19-25份、刚玉粉8.5-11份、尖晶石17-20份、碳纤维4.8-6份、石墨粉6-8份、二氧化硅气溶胶11-15份、碳化硅粉3.6-6份、月季8.8-10份和钴粉1.6-2.4份。
3.根据权利要求1所述的汽车车身用铝基轻质材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:铝基粉体54份、酚醛树脂23份、刚玉粉10份、尖晶石19份、碳纤维5.5份、石墨粉7.2份、二氧化硅气溶胶14份、碳化硅粉5.4份、月季9.5份和钴粉2.1份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的汽车车身用铝基轻质材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一,将月季采用超临界二氧化碳萃取法萃取,萃取压力为6-7.5MPa,萃取温度为30-45摄氏度,气流量为36-50L/小时,得到月季萃取液;
步骤二,将酚醛树脂粉碎至180-200目,得到酚醛树脂粉,分别将尖晶石和碳纤维粉碎至80-120目,得到尖晶石粉和碳纤维粉;
步骤三,将碳纤维粉、铝基粉体、刚玉粉和碳化硅粉混合并且加热熔融后雾化成合金粉,将合金粉加入月季萃取液中并且超声波振荡25-40分钟,捞出合金粉并且烘干,得到改性合金粉;
步骤四,将酚醛树脂粉、尖晶石粉、石墨粉和钴粉加入二氧化硅气溶胶中高速搅拌混合和真空干燥,得到第一混合物;
步骤五,将第一混合物、月季萃取液以及改性合金粉加入模具中并且焊接封口,将模具在50-60摄氏度和3-5.4MPa的压力下保持2-3小时,然后将模具用等静压处理45-55分钟,热挤压处理25-36分钟,将模具放入加热炉中,以8-12摄氏度/分钟的速度升温至800-840摄氏度并且保持40-50分钟,再以15-20摄氏度/分钟的速度升温至1460-1580摄氏度并且保持4-5小时,自然冷却至650-680摄氏度并且保温4-6小时,自然冷却至室温,即得到成品。
5.根据权利要求4所述的汽车车身用铝基轻质材料的制备方法,其特征在于,所述等静压的温度为680-750摄氏度,压强为75-90MPa,热挤压的挤压力为200-220KN,挤压速率为4-6毫米/秒,挤压温度为420-450摄氏度。
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Applicant after: HEFEI WISDOM LONGTUTENG INTELLECTUAL PROPERTY CO., LTD.

Address before: 230000 Anhui Hefei high tech Zone Innovation Industrial Park two phase J2 District C block 18 floor.

Applicant before: HEFEI WISDOM LONGTUTENG INTELLECTUAL PROPERTY CO., LTD.

SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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Application publication date: 20180921