CN114345190A - 一种高硅铝合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高硅铝合金的制备方法，包括以下步骤：将工业铝粉和硅晶体按照重量比为2:8～5:5混合，均匀混合后，将二者的混合物进行研磨；添加粘合剂，所述粘合剂与所述混合物按重量比4:100混合，制得混合粉末；将所述混合粉末在搅拌釜中进行加热搅拌；对搅拌完成的混合粉末进行真空烧结、冷却成型。本发明使得新材料在搅拌釜内受热均匀，同时新材料在搅拌釜内被充分搅拌能使得新材料不产生结块。

Description

一种高硅铝合金的制备方法
技术领域
本发明涉及新材料制备技术领域，特别是，涉及一种高硅铝合金的制备方法。
背景技术
高硅铝合金因其具有低膨胀、低密度、高热导、高强度、高模量、耐磨、耐腐蚀等优异性能，用其制成各种高比强度、高比模量的轻型结构件，广泛应用于航天、航空、汽车、船舶、机械、电子及化工等领域。
高硅铝合金在制备过程中，工业铝粉与单晶硅混合后的粉末易发生结节，对后续的烧结成型容易造成影响。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高硅铝合金的制备方法，包括以下步骤：将工业铝粉和硅晶体按照重量比为2:8～5:5混合，均匀混合后，将二者的混合物进行研磨；添加粘合剂，所述粘合剂与所述混合物按重量比4:100混合，制得混合粉末；将所述混合粉末在搅拌釜中进行加热搅拌；对搅拌完成的混合粉末进行真空烧结、冷却成型。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，将所述混合粉末少量多次的加入搅拌釜。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，对所述混合粉末利用电阻丝加热温度为300℃～500℃。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，所述搅拌釜包括支座以及桶体，所述桶体固定连接在所述支座上，所述桶体内部设有空腔，所述搅拌机构位于所述空腔内，所述支架包括圆环以及支撑脚，所述圆环固定连接桶体外壁，所述支撑脚固定连接在圆环外壁上。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述桶体包括端盖、进料口以及出料口，所述端盖位于所述桶体的上端，所述进料口位于所述端盖上，所述出料口位于所述桶体的侧壁上。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述搅拌机构包括横杆、转轴以及搅拌叶，所述横杆两端固定在桶体内壁上，所述转轴一端转动连接横杆，所述转轴另一端转动连接桶体底部，所述搅拌叶固定在转轴上，所述搅拌叶靠近横杆一端的截面积至搅拌叶远离横杆一端的截面积逐渐增大。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述电阻丝均匀镶嵌在搅拌叶内部。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述搅拌机构底部设有驱动机构，所述驱动机构包括加热室、冷却室、气管、曲轴以及配重块，所述加热室一端固定连接桶体底部，所述加热室另一端转动连接曲轴，所述冷却室位于所述加热室一侧，所述加热室与所述冷却室利用气管连接，所述曲轴一侧固定连接配重块，所述曲轴另一端固定连接转轴。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述加热室包括第一圆筒、第一移块以及第一连杆，所述第一圆筒与所述桶体底部固定连接，所述第一移块位于所述第一圆筒内部，所述第一移块与第一圆筒内壁之间设有空隙，所述第一移块上端设有第一连杆，所述第一连杆远离第一移块一端转动连接曲轴；
所述冷却室包括第二圆筒、第二移块以及第二连杆，所述第二圆筒筒壁固定连接在第一圆筒筒壁上，所述第二移块位于所述第二圆筒内部，所述第二移块与第二圆筒内壁滑动连接，所述第二移块上设有第二连杆，所述第二连杆远离第二移块一端转动连接曲轴。
作为本发明所述一种高硅铝合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述支架与所述桶体之间设有减震机构，所述减震机构包括弹簧、伸缩筒以及伸缩杆，所述圆环内圈固定连接伸缩杆，所述桶体外壁上设有伸缩筒，所述伸缩杆伸入伸缩筒内与伸缩筒内壁滑动连接，所述伸缩杆与伸缩筒之前固定连接弹簧。
本发明的有益效果：本发明使得新材料在搅拌釜内受热均匀，同时新材料在搅拌釜内被充分搅拌能使得新材料不产生结块。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为搅拌釜整体结构示意图；
图2为加热机构与搅拌叶的结构示意图；
图3为驱动机构结构示意图；
图4为搅拌机构结构示意图；
图5为驱动机构剖视图；
图6为减震机构剖视图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
本实施例提供了一种高硅铝合金的制备方法，本方法包括以下步骤：
将工业铝粉和硅晶体按照重量比为2:8～5:5混合，均匀混合后，将二者的混合物进行研磨，研磨至20微米以下，利用纯度较高的酒精作为研磨剂；
添加粘合剂，所述粘合剂与所述混合物按重量比4:100混合，制得混合粉末，粘合剂选用分子量为6000的聚乙烯醇；
将所述混合粉末在搅拌釜100中进行加热搅拌，加热搅拌使得混合粉末不产生结节，使其充分干燥；
对搅拌完成的混合粉末进行真空烧结、冷却成型。
在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，将所述混合粉末少量多次的加入搅拌釜。将混合粉末少量多次加入搅拌釜，使得混合粉末在搅拌釜中得到充分的加热与搅拌。
在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，对所述混合粉末利用电阻丝301加热温度为300℃～500℃。
实施例2
本实施例提供了一种高硅铝合金的制备方法，如图1～图2，本实施例在实施例1的基础上，但区别于实施例1的地方在于：
在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，所述搅拌釜100包括支座101以及桶体102，所述桶体102固定连接在所述支座101上，所述桶体102内部设有空腔，所述搅拌机构200位于所述空腔内，所述支架101包括圆环101a以及支撑脚101b，所述圆环101a固定连接桶体102外壁，所述支撑脚101b固定连接在圆环101a外壁上。
所述桶体102包括端盖102a、进料口102b以及出料口102c，所述端盖102a位于所述桶体102的上端，所述进料口102b位于所述端盖102a上，所述出料口102c位于所述桶体102的侧壁上。
所述搅拌机构200包括横杆201、转轴202以及搅拌叶203，所述横杆201两端固定在桶体102内壁上，所述转轴202一端转动连接横杆201，所述转轴202另一端转动连接桶体102底部，所述搅拌叶203固定在转轴202上，所述搅拌叶203靠近横杆201一端的截面积至搅拌叶203远离横杆201一端的截面积逐渐增大。
所述电阻丝301均匀镶嵌在搅拌叶203内部。
高硅铝合金粉末从进料口102b进入桶体102内部，桶体102内部设有搅拌机构200，搅拌机构200使得高硅铝合金粉末在桶体102内部得到充分的搅拌，进而在加热机构300的加热下能使其受热均匀，加热完成的高硅铝合金粉末从出料口102c排出搅拌釜100，为进一步的制备提供良好的环境。
转轴202一端通过轴承转动连接在横杆201上，转轴202另一端通过轴承转动连接在桶体102底部，搅拌叶203固定在转轴202上，转轴202转动带动搅拌叶203转动，进而搅拌叶203对高硅铝合金粉末进行充分搅拌。
搅拌叶203靠近横杆201的一端截面积相对于其靠近桶体102底部的一端截面积逐渐增加，当高硅铝合金粉末从进料口102b进入桶体102后，在桶体102底部堆积，然后搅拌叶203转动时，由于搅拌叶203两端的直径不同，故而搅拌叶203上端的高硅铝合金粉末会被搅拌叶203转动着往下端移动，最终桶体102内部的高硅铝合金粉末不停的上下翻动，进而达到充分搅拌的目的。
搅拌叶203在搅拌时电阻丝301对高硅铝合金粉末进行充分的加热，由于电阻丝301在搅拌叶203内部，故而电阻丝301的温度通过搅拌叶203传递到高硅铝合金粉末上。同时，高硅铝合金粉末在搅拌叶203上进行充分的翻动，故而搅拌叶203可以使得高硅铝合金粉末受热均匀，不易结块。
实施例3
本实施例提供了一种高硅铝合金的制备方法，如图1～图6，本实施例在实施例1和实施例2的基础上，但区别于实施例1和实施例2的地方在于：
所述搅拌机构200底部设有驱动机构400，所述驱动机构400包括加热室401、冷却室402、气管403、曲轴404以及配重块405，所述加热室401一端固定连接桶体102底部，所述加热室401另一端转动连接曲轴404，所述冷却室402位于所述加热室401一侧，所述加热室401与所述冷却室402利用气管403连接，所述曲轴404一侧固定连接配重块405，所述曲轴404另一端固定连接转轴202。
所述加热室401包括第一圆筒401a、第一移块401b以及第一连杆401c，所述第一圆筒401a与所述桶体102底部固定连接，所述第一移块401b位于所述第一圆筒401a内部，所述第一移块401b与第一圆筒401a内壁之间设有空隙，所述第一移块401b上端设有第一连杆401c，所述第一连杆401c远离第一移块401b一端转动连接曲轴404；
所述冷却室402包括第二圆筒402a、第二移块402b以及第二连杆402c，所述第二圆筒402a筒壁固定连接在第一圆筒401a筒壁上，所述第二移块402b位于所述第二圆筒402a内部，所述第二移块402b与第二圆筒402a内壁滑动连接，所述第二移块402b上设有第二连杆402c，所述第二连杆402c远离第二移块402b一端转动连接曲轴404。
电阻丝301产生的热量通过桶体102传递到加热室401，加热室401内的空气受热膨胀上升，进而将第一移块401b向加热室401的顶端推动，第一移块401b上移的过程推动加热室401上端的空气从气管403进入冷却室402，进而推动冷却室402内的第二移块402b上移，第二移块402b带动第二连杆402c上移进而推动曲轴404转动，曲轴404末端的配重块405在曲轴404的带动下发生转动，进而第一连杆401c在曲轴404的带动下向下运动，从而第一连杆401c推动第一移块401b在加热室401内向下移动，加热室401底端始终与桶体102底部接触，桶体102内部的热量始终会传递到加热室401，进而将从冷却室402通入的冷却气体加热继而使得第一移块401b持续受热上移形成循环。
故而只要电阻丝301产生热量，且热量通过桶体102传递到加热室401，则配重块405就会持续转动，故而曲轴404就会跟着转动。由于曲轴404远离配重块405一端固定连接转轴202，故而转轴202会发生转动，进而转轴202带动搅拌叶203转动，搅拌叶203对高硅铝合金粉末进行搅拌，使得高硅铝合金粉末受热均匀。
所述支架101与所述桶体102之间设有减震机构500，所述减震机构500包括弹簧501、伸缩筒502以及伸缩杆503，所述圆环101a内圈固定连接伸缩杆503，所述桶体102外壁上设有伸缩筒502，所述伸缩杆503伸入伸缩筒502内与伸缩筒502内壁滑动连接，所述伸缩杆503与伸缩筒502之前固定连接弹簧501。
伸缩杆503能在伸缩筒502中沿着伸缩筒502的轴线方向运动，伸缩杆503产生的震动能有效被弹簧501吸收，即在支架101与桶体102之间设有减震机构500，搅拌机构200在对混合粉末进行搅拌时产生的震动能有效被减震机构500过滤，减少了工作环境中的噪音。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：包括，
将工业铝粉和硅晶体按照重量比为2:8～5:5混合，均匀混合后，将二者的混合物进行研磨；
添加粘合剂，所述粘合剂与所述混合物按重量比4:100混合，制得混合粉末；
将所述混合粉末在搅拌釜(100)中进行加热搅拌；
对搅拌完成的混合粉末进行真空烧结、冷却成型。
2.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，将所述混合粉末少量多次的加入搅拌釜。
3.根据权利要求2所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，对所述混合粉末利用电阻丝加热温度为300℃～500℃。
4.根据权利要求1、2、3任一所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：在将混合粉末进行加热搅拌步骤中，所述搅拌釜(100)包括支座(101)以及桶体(102)，所述桶体(102)固定连接在所述支座(101)上，所述桶体(102)内部设有空腔，所述搅拌机构(200)位于所述空腔内，所述支架(101)包括圆环(101a)以及支撑脚(101b)，所述圆环(101a)固定连接桶体(102)外壁，所述支撑脚(101b)固定连接在圆环(101a)外壁上。
5.根据权利要求4所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：所述桶体(102)包括端盖(102a)、进料口(102b)以及出料口(102c)，所述端盖(102a)位于所述桶体(102)的上端，所述进料口(102b)位于所述端盖(102a)上，所述出料口(102c)位于所述桶体(102)的侧壁上。
6.根据权利要求5所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：所述搅拌机构(200)包括横杆(201)、转轴(202)以及搅拌叶(203)，所述横杆(201)两端固定在桶体(102)内壁上，所述转轴(202)一端转动连接横杆(201)，所述转轴(202)另一端转动连接桶体(102)底部，所述搅拌叶(203)固定在转轴(202)上，所述搅拌叶(203)靠近横杆(201)一端的截面积至搅拌叶(203)远离横杆(201)一端的截面积逐渐增大。
7.根据权利要求6所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：所述电阻丝(301)均匀镶嵌在搅拌叶(203)内部。
8.根据权利要求7所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：所述搅拌机构(200)底部设有驱动机构(400)，所述驱动机构(400)包括加热室(401)、冷却室(402)、气管(403)、曲轴(404)以及配重块(405)，所述加热室(401)一端固定连接桶体(102)底部，所述加热室(401)另一端转动连接曲轴(404)，所述冷却室(402)位于所述加热室(401)一侧，所述加热室(401)与所述冷却室(402)利用气管(403)连接，所述曲轴(404)一侧固定连接配重块(405)，所述曲轴(404)另一端固定连接转轴(202)。
9.根据权利要求8所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：所述加热室(401)包括第一圆筒(401a)、第一移块(401b)以及第一连杆(401c)，所述第一圆筒(401a)与所述桶体(102)底部固定连接，所述第一移块(401b)位于所述第一圆筒(401a)内部，所述第一移块(401b)与第一圆筒(401a)内壁之间设有空隙，所述第一移块(401b)上端设有第一连杆(401c)，所述第一连杆(401c)远离第一移块(401b)一端转动连接曲轴(404)；
所述冷却室(402)包括第二圆筒(402a)、第二移块(402b)以及第二连杆(402c)，所述第二圆筒(402a)筒壁固定连接在第一圆筒(401a)筒壁上，所述第二移块(402b)位于所述第二圆筒(402a)内部，所述第二移块(402b)与第二圆筒(402a)内壁滑动连接，所述第二移块(402b)上设有第二连杆(402c)，所述第二连杆(402c)远离第二移块(402b)一端转动连接曲轴(404)。
10.根据权利要求9所述的一种高硅铝合金的制备方法，其特征在于：所述支架(101)与所述桶体(102)之间设有减震机构(500)，所述减震机构(500)包括弹簧(501)、伸缩筒(502)以及伸缩杆(503)，所述圆环(101a)内圈固定连接伸缩杆(503)，所述桶体(102)外壁上设有伸缩筒(502)，所述伸缩杆(503)伸入伸缩筒(502)内与伸缩筒(502)内壁滑动连接，所述伸缩杆(503)与伸缩筒(502)之前固定连接弹簧(501)。
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