一種高強高韌耐蝕變形CNTs增強Zn?Al基復合材料的制備方法，它涉及一種Zn?Al復合材料的制備方法。本發明的目的是要解決現有制備CNTs復合材料的方法存在C含量波動較大，孔隙率難以控制和制備成本高的問題。方法：一、球磨；二、干燥；三、粉末軋制；四、擠壓；五、酸洗；六、磨光，得到高強高韌耐蝕變形CNTs增強Zn?Al基復合材料。本發明制備的高強高韌耐蝕變形CNTs增強Zn?Al基復合材料的屈服強度≥380MPa，抗拉強度≥450MPa，硬度≥110HB，在質量分數為3％的NaCl溶液中腐蝕速率≥0.4135g/m²/h^?1。本發明可獲得一種高強高韌耐蝕變形CNTs增強Zn?Al基復合材料。

技術領域

本發明涉及一種Zn-Al復合材料的制備方法。

背景技術

電梯用蝸輪材料是保證電梯可靠性的關鍵材料，電梯用蝸輪材料需具有高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能，從而保證蝸桿的尺寸和機械性能的穩定性。為使蝸輪蝸桿裝置穩定達到較大傳動比，傳輸高負荷，蝸輪材料一般由錫青銅制成，但具有生產工藝簡單、性能優良、低成本等優點的Zn-Al合金與錫青銅ZCuSn10P1合金相比具有顯著優勢：第一，材料制備成本低，其造價不足ZCuSn10P1合金蝸輪的二分之一；第二，由于Zn-Al合金熔點較低，流動性更好，使得其成型加工成本更少；第三，具有比ZCuSn10P1合金更好的耐磨性能，使得其使用壽命更長。因此在蝸輪材料領域表現出相當的競爭力。碳納米管(CNTs)是一種結構中空的納米材料，有密度小、強度高、比表面積大、高溫穩定、電導率和熱導率高、熱膨脹系數低、耐強酸強堿和高溫氧化的特性，目前以CNTs作為增強體的Mg、Al基合金最終成品都得到強度、韌性的增強，碳納米管(CNTs)與這些金屬的復合材料展現出了優異的強度、塑韌性及腐蝕性能，將CNTs與Zn復合而成的材料相較于傳統鋅合金，具有更高的強度與塑韌性，以及更好的耐蝕性能，是一種高強高韌耐蝕鋅合金，并是現有蝸輪的理想替代材料。

目前關于CNTs復合材料的制備大多采用傳統熱壓成形粉末冶金或粉末-熔鑄-變形方法，采用這些方法存在以下問題：(1)、制備流程普遍較長，制備成本較高。(2)、采用鑄造法制備的CNTs材料燒蝕率較難控制，使得制得的CNTs復合材料C含量波動較大，同時也難以控制偏析現象。(3)、采用熱壓成形粉末法制備的材料，其孔隙率難以控制，同時也存在CNTs偏析問題，使得材料各向異性嚴重。

發明內容

本發明的目的是要解決現有制備CNTs復合材料的方法存在C含量波動較大，孔隙率難以控制和制備成本高的問題，而提供一種高強高韌耐蝕變形CNTs增強Zn-Al基復合材料的制備方法。

一種高強高韌耐蝕變形CNTs增強Zn-Al基復合材料的制備方法，是按以下步驟完成的：

一、球磨：

①、將ZA27鑄錠熔化，得到ZA27熔體；采用雙流霧化法，通過高壓氬氣霧化介質沖擊ZA27熔體，得到ZA27粉末；

②、將ZA27粉末和碳納米管混合均勻，再加入到干燥的球磨罐中，將球磨罐密封后向球磨罐中通入氬氣，再在氬氣氣氛和球料比為(6～9):1的條件下進行球磨，得到CNTs增強Zn-Al基復合粉末；

步驟一②中所述的CNTs增強Zn-Al基復合粉末中碳納米管的質量分數為0.2％～0.6％；

二、干燥：

將CNTs增強Zn-Al基復合粉末放入真空干燥箱中進行干燥，得到干燥的CNTs增強Zn-Al基復合粉末；

三、粉末軋制：

首先將干燥的CNTs增強Zn-Al基復合粉末在真空和攪拌條件下加熱至250℃～350℃，然后將溫度為250℃～350℃的CNTs增強Zn-Al基復合粉末放入垂直式粉末軋制機，再在氬氣氣氛下進行粉末軋制，得到寬度為10mm～20mm，厚度為5mm～15mm的CNTs增強Zn-Al基板坯；