控制为150-200转/分钟，通过研磨使铝与其余粉末形成均匀的合金粉末；
2)将步骤I)混合研磨的铝合金粉末与1.5重量份的碳纤维前驱体在高速分散机中以900-1500转/分钟的速度分散5分钟，使碳纤维前驱物均匀分散附着在铝合金粉末表面，形成一种湿润半流态的铝合金粉末浆料，碳纤维前驱体为聚丙烯晴与二甲基亚砜以重量比I: 3溶解形成的均一溶液；
3)将步骤2)得到的铝合金粉末浆料送入柱塞式均质机，在30MPa的高压下通过柱塞的拔拉和80-90°C的加热使铝合金表面附着的碳纤维前驱物纤维化，并通过均质阀门分散、干燥得到颗粒度在20-50目的铝合金复合材料。
[0017]将实施例1得到的用于3D打印汽车发动机缸盖的铝合金复合材料通过三维打印技术制造得到一种汽车发动机缸盖，通过检测，在20 0C的抗拉强度为285MPa，250 V的抗拉强度为220MPa;表面硬度为102HBS，在300°C的伸长率3.1%。具有良好的耐高温性和强度。完全满足作为汽车发动机缸盖材料的要求。
[0018]实施例2
1)按照重量份，将铝粉85份、硅粉6份、镍粉2份、铜粉I份、锰粉0.5份、镁粉0.5份、铁粉0.5份、裂纹修复剂碳化硼I份原料放到球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇为球磨介质，所加的氧化锆球质量为原料质量的3-5倍，所加的无水乙醇质量为原料质量的0.5-1倍，采用湿磨法进行球磨混合1.5小时，转速控制为150-200转/分钟，通过研磨使招与其余粉末形成均匀的合金粉末；
2)将步骤I)混合研磨的铝合金粉末与2重量份的碳纤维前驱体在高速分散机中以900-1500转/分钟的速度分散10分钟，使碳纤维前驱物均匀分散附着在铝合金粉末表面，形成一种湿润半流态的铝合金粉末浆料，碳纤维前驱体为沥青与二甲基亚砜以重量比1:4溶解形成的均一溶液；
3)将步骤2)得到的铝合金粉末浆料送入柱塞式均质机，在35MPa的高压下通过柱塞的拔拉和80-90°C的加热使铝合金表面附着的碳纤维前驱物纤维化，并通过均质阀门分散、干燥得到颗粒度在20-50目的铝合金复合材料。
[0019]将实施例2得到的用于3D打印汽车发动机缸盖的铝合金复合材料通过三维打印技术制造得到一种汽车发动机缸盖，通过检测，在20 0C的抗拉强度为290MPa，250 V的抗拉强度为225MPa;表面硬度为105HBS，在300°C的伸长率2.6%。具有良好的耐高温性和强度。完全满足作为汽车发动机缸盖材料的要求。
[0020]实施例3
1)按照重量份，将招粉90份、娃粉7份、镍粉I份、铜粉0.5份、猛粉I份、镁粉0.4份、铁粉
0.3份、裂纹修复剂碳化硅2份原料放到球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇为球磨介质，所加的氧化锆球质量为原料质量的3-5倍，所加的无水乙醇质量为原料质量的0.5-1倍，采用湿磨法进行球磨混合2小时，转速控制为150-200转/分钟，通过研磨使铝与其余粉末形成均勾的合金粉末；
2)将步骤I)混合研磨的铝合金粉末与2.5重量份的碳纤维前驱体在高速分散机中以900-1500转/分钟的速度分散8分钟，使碳纤维前驱物均匀分散附着在铝合金粉末表面，形成一种湿润半流态的铝合金粉末浆料，碳纤维前驱体为酯化淀粉与二甲基亚砜以重量比I: 5溶解形成均一溶液；
3)将步骤2)得到的铝合金粉末浆料送入柱塞式均质机，在45MPa的高压下通过柱塞的拔拉和80-90°C的加热使铝合金表面附着的碳纤维前驱物纤维化，并通过均质阀门分散、干燥得到颗粒度在20-50目的铝合金复合材料。
[0021 ] 实施例4
1)按照重量份，将铝粉90份、硅粉5份、镍粉I份、铜粉0.5份、锰粉0.5份、镁粉0.5份、铁粉0.5份、裂纹修复剂碳化硅I份原料放到球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇为球磨介质，所加的氧化锆球质量为原料质量的3-5倍，所加的无水乙醇质量为原料质量的0.5-1倍，采用湿磨法进行球磨混合1.5小时，转速控制为150-200转/分钟，通过研磨使招与其余粉末形成均匀的合金粉末；
2)将步骤I)混合研磨的铝合金粉末与1.5重量份的碳纤维前驱体在高速分散机中以900-1500转/分钟的速度分散10分钟，使碳纤维前驱物均匀分散附着在铝合金粉末表面，形成一种湿润半流态的铝合金粉末浆料，碳纤维前驱体为聚丙烯晴与二甲基亚砜以重量比1:5溶解形成均一溶液；
3)将步骤2)得到的铝合金粉末浆料送入柱塞式均质机，在50MPa的高压下通过柱塞的拔拉和80-90°C的加热使铝合金表面附着的碳纤维前驱物纤维化，并通过均质阀门分散、干燥得到颗粒度在20-50目的铝合金复合材料。
【主权项】
1.一种用于3D打印发动机缸盖的复合材料，其特征是原料按重量份计为: 铝粉80-90份， 硅粉5-7份， 镍粉1_3份， 铜粉0.5-1.5份， 锌粉0.5-1份， 镁粉0.3-0.5份， 铁粉0.2-0.5份， 碳纤维前驱体 1.5-2.5份， 裂纹修复剂 1-2份； 其中，所述的铝粉、硅粉、镍粉、铜粉、锌粉、镁粉、铁粉的粒径均过50目筛； 所述的碳纤维前驱物为高碳粘性聚合物与二甲基亚砜以重量比1:3-5溶解形成均一溶液； 所述的裂纹修复剂为碳化硅、碳化硼中的一种，粒径在1250-2500目； 所述用于3D打印发动机缸盖的复合材料，是按照如下方式进行制备获得: 1)按照重量份，将招粉80-90份、娃粉5_7份、银粉1-3份、铜粉0.5-1.5份、锌粉0.5-1份、镁粉0.3-0.5份、铁粉0.2-0.5份、裂纹修复剂1-2份原料放到球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇为球磨介质，所加的氧化锆球质量为原料质量的3-5倍，所加的无水乙醇质量为原料质量的0.5-1倍，采用湿磨法进行球磨混合1-2小时，转速控制为150-200转/分钟，通过研磨使铝与其余粉末形成均匀的合金粉末； 2)将步骤I)混合研磨的铝合金粉末与1.5-2.5重量份的碳纤维前驱体在高速分散机中以900-1500转/分钟的速度分散5-10分钟，使碳纤维前驱物均匀分散附着在铝合金粉末表面，形成一种湿润半流态的铝合金粉末浆料； 3)将步骤2)得到的铝合金粉末浆料送入柱塞式均质机，在30-50MPa的高压下通过柱塞的拔拉和80-90°C的加热使铝合金表面附着的碳纤维前驱物纤维化，并通过均质阀门分散、干燥得到颗粒度在20-50目的复合材料。2.根据权利要求1所述一种用于3D打印发动机缸盖的复合材料，其特征在于:所述的高碳粘性聚合物为聚丙稀晴、沥青、酯化淀粉中的一种。3.根据权利要求1所述一种用于3D打印发动机缸盖的复合材料，其特征在于:步骤3)所述的柱塞式均质机为高压均质机，由一个主柱塞与2-4个副柱塞组成，其中主柱塞通过往复运动对半流态的铝合金粉末浆料进行拔拉，随着升温加热，使铝合金表面附着的碳纤维前驱物纤维化，并通过副柱塞的高压使经过拔拉的铝合金粉末快速通过均质阀，从而使颗粒分散并干燥，得到颗粒度在20-50目的铝合金复合材料。
【专利摘要】本发明提出一种用于3D打印发动机缸盖的复合材料，该复合材料含有碳纤维前驱体和裂纹修复剂。通过柱塞式均质机使铝合金表面附着的碳纤维前驱物纤维化，并通过副柱塞的高压使经过拔拉的铝合金粉末快速通过均质阀，从而使颗粒分散并干燥，得到颗粒度在20-50目的铝合金复合材料，具有良好的3D打印粘接成型特性，在烧结时碳纤维前驱体在550-600℃转化为碳纤维，从而提高铝合金的强度和耐高温性。进一步通过裂纹修复剂在铝合金体系中的均匀分布，使铝合金的晶粒细小而均匀,从而消除因3D打印成型造成空隙、微裂纹的缺陷。通过用该材料3D打印汽车发动机缸盖，可在300℃的高温下长时间工作不变形。
【IPC分类】C22C47/14, C22C49/14, C22C49/06, C22C101/10, B22F1/00, B33Y70/00
【公开号】CN105598441
【申请号】CN201510973091
【发明人】陈庆, 曾军堂
【申请人】成都新柯力化工科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月23日