[发明专利]一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将碳纳米管与铝粉、四氟铝酸钾利用超声进行混合得到混合液；

2)将混合液真空抽滤后放入真空干燥箱烘干，烘干后的粉末放入真空热压烧结炉中烧结得到铝粉-碳纳米管-四氟铝酸钾中间预制块，将预制块切成小颗粒并用铝箔纸包覆后备用；

3)将Al-Mg-Si基体合金切成小块后放入石墨坩埚中，将坩埚放至电阻炉加热至760-780℃、保温25-30min将基体合金全部熔化，然后用钟罩将铝粉-碳纳米管-四氟铝酸钾中间预制块压入合金熔体中，加入预制块的同时施加高能超声；

4)步骤3)所述高能超声完成后，将熔体温度迅速降至610-650℃保温并施加二次超声，超声时间为60-90s，结束后马上对二次超声所得浆料进行水淬，制得晶粒细小的半固态组织；

所述步骤1)混合的具体步骤为：将碳纳米管与无水乙醇按每100ml乙醇混合2.5-3.5g碳纳米管进行混合，然后放入超声仪中进行超声分散处理100-150min，超声功率为400-480W，频率为35-45kHz；将铝粉、四氟铝酸钾粉末与无水乙醇按每150ml乙醇混入40-50g铝粉、2.5-3.5g四氟铝酸钾通过机械搅拌进行混合100-150min，搅拌速度为100-140r/min；接着向超声后的碳纳米管乙醇分散液中均匀加入经混合分散的铝粉-四氟铝酸钾乙醇混合液，继续进行超声分散，功率为750-800W，频率为35-45kHz，同时进行机械搅拌，搅拌速度为200-250r/min，持续时间120-180min。

2.根据权利要求1所述一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管外径为20-60nm，长度为10-30μm，纯度≥99.5％；所述铝粉纯度≥99.9％，粒度为100-200目。

3.根据权利要求1所述一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述烧结其温度为400-450℃，热压压强为40-60MPa，保压时间为2-3h；

所述烧结后得到铝粉-碳纳米管-四氟铝酸钾中间预制块中碳纳米管质量百分比为5％-10％，四氟铝酸钾与碳纳米管质量比为1:1，余量为铝。

4.根据权利要求1所述一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，步骤3)所述Al-Mg-Si基体合金其各元素按质量百分比包括：镁0.8％-1.2％，硅0.4％-0.8％，铜0.15％-0.4％，余量为铝。

5.根据权利要求1所述一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，步骤3)压入铝粉-碳纳米管-四氟铝酸钾中间预制块其中碳纳米管的加入量占合金熔体总量0.5-1.5wt.％，四氟铝酸钾的加入量与碳纳米管的加入量之比为1:1。

6.根据权利要求1所述一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，步骤3)所述高能超声操作方法为将超声变幅杆探头浸入合金熔体中，施加超声功率为2.1-3.2kW，频率为18-22kHz，时间为10-15min；整个超声过程全程充入氩气进行保护。

7.根据权利要求1所述一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，步骤4)所述二次超声除时间外其他参数与步骤3)超声一致。

8.根据权利要求1所述一种碳纳米管增强铝合金半固态浆料的制备方法，其特征在于，步骤4)所述水淬温度为20-30℃，水淬后还需放入40-50℃温度场进行干燥。