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专利号: 2022108672124
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯包覆铜粉颗粒增强铝基复合材料制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将石墨烯和铜合金粉末利用球磨机进行高能球磨,混合均匀后形成石墨烯包覆铜粉颗粒粉末;

S2、利用球磨机将石墨烯包覆铜粉颗粒粉末和铝合金粉末进行低能球磨,使石墨烯包覆铜粉颗粒均匀分布在铝合金粉末中;

S3、采用激光粉床熔融技术对S2中获得的混合粉末进行成形,引入激光重熔扫描方式,改变重熔扫描工艺,获得石墨烯包覆铜粉颗粒增强的铝基复合材料;

S1中石墨烯的厚度为0.5‑20 nm,石墨烯片径为0.5‑20μm,铜合金粉末为Cu‑Cr‑Zr合金粉末,颗粒为球形,粒径为10‑100μm,石墨烯为铜合金粉末的0.5‑10wt%;

S2中铝合金粉末包括Al‑Si合金、Al‑Zn系铝合金和Al‑Mg系铝合金,为球形颗粒,粒径为20‑80μm,含氧量<300ppm;

所述S1和S2中的球磨机为行星式球磨机或搅拌式球磨机;

S1中高能球磨包括以下步骤:将石墨烯和铜合金粉末装入球磨罐;抽真空,通入氩气,以三乙醇胺作为助磨剂,球磨过程为湿磨,助磨剂的加入量占金属粉末的质量分数为1‑

3%,球料比为8:1‑12:1,球磨转速为200‑500r/min,高能球磨2‑8h,交替旋转,每球磨20min停转冷却10min,在70‑100℃,真空度为‑0.08MPa下真空干燥不小于2h,制得石墨烯包覆的铜粉颗粒;

S2中低能球磨包括以下步骤:将石墨烯包覆的铜粉颗粒和铝合金粉末装入球磨罐;抽真空,通入氩气,球磨过程为干磨,球料比为5:1‑8:1,球磨转速为100‑170r/min,低能球磨

1‑5h,交替旋转,每球磨20min停转冷却10min,制得石墨烯包覆铜粉颗粒均匀分布的铝合金复合粉末;

S3中所述激光粉床熔融技术成形过程中,采用氩气保护,铺粉前,预热成形基板到100‑

150℃,其主要加工参数为:激光功率180‑260W,扫描速度:800‑1200mm/s,扫描间距:80‑100μm,光斑直径:100μm,铺粉层厚:30‑40μm;

激光重熔扫描方式为在已凝固层上进行二次激光扫描工艺,其激光功率为160‑240W,其他加工参数与第一次扫描一致,扫描路径与第一次扫描呈90°夹角;

石墨烯包覆铜粉颗粒增强的铝基复合材料中,石墨烯为金属总量的0.1‑1wt%。