[发明专利]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

说明书

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。

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。