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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   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2014-12-24
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2015-05-20
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2016-12-07
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2034-12-24
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201410812480.1 申请日 2014-12-24
公开/公告号 CN104532030B 公开/公告日 2016-12-07
授权日 2016-12-07 预估到期日 2034-12-24
申请年 2014年 公开/公告年 2016年
缴费截止日
分类号 C22C1/02C22C1/10C22C21/00 主分类号 C22C1/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 南昌大学 当前专利权人 南昌大学
发明人 闫洪、陈小会 第一发明人 闫洪
地址 江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号 邮编
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 江西省 申请人所在市 江西省南昌市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
南昌新天下专利商标代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
施秀瑾
摘要
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。
  • 摘要附图
    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
  • 说明书附图:图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
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2016-12-07 授权
2 2015-05-20 实质审查的生效 IPC(主分类): C22C 1/02 专利申请号: 201410812480.1 申请日: 2014.12.24
3 2015-04-22 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
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。
说明书

技术领域

[0001] 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

[0002] 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

[0003] 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
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。

实施方案

[0010] 本发明将通过以下实施例作进一步说明。
[0011] 实施例1。
[0012] 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。
[0013] 实施例2。
[0014] 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。
[0015] 实施例3。
[0016] 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。
[0017] 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。

附图说明

[0009] 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。
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