[发明专利]轻型金属基复合材料产品的制造方法及其浆料

权利要求书

1.一种轻型金属基复合材料产品的制造方法，其特征在于，所述的方法至少包括下述步骤：将增强体粉末、胶体和金属粉末按比例混合均匀形成浆料；利用注射机将混合浆料注入模具中制成素坯。

2.如权利要求1所述的轻型金属基复合材料产品的制造方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：

(1)将金属合金制成粉末；

(2)增强体做预处理；

(3)配制胶体；

(4)将增强体粉末、胶体和金属粉末按比例混合均匀；

(5)利用注射机将混合浆料注入模具中制成素坯；

(6)将素坯脱胶；

(7)素坯烧结和合金浸渗形成复合材料毛坯；

(8)热处理稳定组织改善力学性能；

(9)机械加工；

(10)表面处理以提高抗腐蚀性能。

3.如权利要求2所述的轻型金属基复合材料产品的制造方法，其特征在于，所述增强体为碳纳米管；对碳纳米管做预处理的步骤为：

选直径在10～30nm，长度约为1～10μm，纯度85％的多壁碳纳米管；

清洗提纯；将碳纳米管加入到2mol/L的NaOH溶液中，在80℃温度下煮沸处理2小时后冷却至室温；过滤并用去离子水洗涤5次之后，在烘箱内进行干燥处理，放入18％wt盐酸溶液中，煮沸2小时进行提纯，冷却至室温后静置24小时再过滤、烘干，从而得到纯化后的碳纳米管，纯度提高到95％左右；

化学镀镍；取1kg硝酸镍溶解于20kg去离子水中形成硝酸镍溶液；称取500g多壁碳纳米管加入到重量10kg、浓度5％的碳酸氨溶液中，混合两种溶液搅拌均匀(搅拌叶转速2000转/min，时间为10分钟)，使溶液充分润湿碳纳米管。搅拌20分钟后静置处理24小时，过滤反应产物。在150℃烘干后取出并粉碎烘干产物，在600℃下通氢气还原1小时，制得表面包覆厚5nm左右金属镍的碳纳米管。

4.如权利要求2所述的轻型金属基复合材料产品的制造方法，其特征在于，所述的素坯烧结和合金浸渗形成复合材料毛坯的步骤具体为：将素坯置于真空烧结炉内，用高纯氩气保护；在100-300℃时，烧结升温速率10℃/min；在300-580℃温度时，烧结升温速率5℃/min，；在580℃以上温度时，烧结时间10min；快速冷却到固液烧结温度，保温6小时；随后炉冷至室温；

其中，在450-480℃时，保温1-1.5小时。

5.如权利要求2所述的轻型金属基复合材料产品的制造方法，其特征在于，表面处理以提高抗腐蚀性能的步骤具体为：

(1)清洗；使用无水酒精清洗并自然晾干。再用超声波清洗机清洗一次，介质为高纯度煤油，频率为22kHz，时间15分钟；

(2)在干燥箱内115℃烘30分钟；

(3)钝化；是将纯度为99％的三氯化铈和去离子水配成浓度1500ppm的主试剂，在搅拌机内混合30分钟后加入重量比5％的双氧水并搅拌15分钟；将产品浸泡28分钟后取出，在125℃烘45分钟后备用，此时即在零件表面形成一个厚度5μm、结合牢固而稳定的钝化膜。

(4)最后将安装部位保护后，喷涂一层厚度20μm左右的环氧漆并在150℃烘80分钟即可。

6.如权利要求1所述的轻型金属基复合材料产品的制造方法，其特征在于，所述的浆料由胶体、增强体粉末和金属粉末按4-5∶3-4∶3-4的重量比混合均匀。

7.一种轻型金属基复合材料产品的浆料，其特征在于，所述的浆料由胶体、增强体粉末和金属粉末按4-5∶2-4∶3-4的重量比混合均匀；

混合时采用混合机加热至85±5℃，混料箱双层壁之间的导热油而使混合料均匀受热，一对相对旋转的Z形叶片使混合料得到均匀混合，搅拌2小时即可。

8.如权利要求7所述的轻型金属基复合材料产品的浆料，其特征在于，所述的胶体至少由下述重量份的原料制成：石蜡50-55份  低密度聚乙烯40-45份  硬脂酸2-5份。

9.如权利要求7所述的轻型金属基复合材料产品的浆料，其特征在于，所述的增强体为碳纳米管、碳化硅、陶瓷粉末中的一种；所述金属粉末为铝、铝合金、镁合金、镁铝合金中的一种。