一种电机端盖用高强度铝合金及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及合金材料技术领域，具体为一种电机端盖用高强度铝合金及其制备工艺。使用Al、Mg、Mn、Zn、Fe、Cu、Si、Ti、Sn、Ni、Pb，铸锭制备合金块，并将合金块浸泡在加入了接枝玄武岩纤维的氧化石墨烯、二氧化硅的溶液中增强其耐腐蚀性。其中，玄武岩纤维上还负载了铁离子，将其与氧化石墨烯负载，大大提高了铝合金的耐磨性，将其运用于电机端盖中，增长了电机端盖的使用寿命以及工作性能。使用寿命以及工作性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电机端盖用高强度铝合金及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及合金材料
，具体为一种电机端盖用高强度铝合金及其制备工艺。

技术介绍

[0002]电机是一种广泛运用于工业的设备，由合金等金属制备而来，电机可以将其他形式的能源转换成电源。电机端盖是安装在电机等机壳后面的一个后盖，但是由于电机的运行时间长，合金端盖的接触面会受到磨损，运行会发生漏氢等情况，会影响电机的使用寿命，导致其不能正常工作，因而要加强电机端盖的使用寿命，使其在长时间的使用后任然能保持密实、平整。
[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种电机端盖用高强度铝合金及其制备工艺。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电机端盖用高强度铝合金及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种电机端盖用高强度铝合金的制备工艺，包括以下步骤：步骤一：取聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯、去离子水，超声分散30
‑
40min，加入负载铁离子的玄武岩纤维，在35
‑
45℃下搅拌22
‑
24h，洗涤，干燥，得到接枝玄武岩纤维的氧化石墨烯；步骤二：取Al、Mg、Mn、Zn、Fe、Cu，加入熔化炉内，升温至全部熔化，搅拌，加入Si、Ti、Sn、Ni、Pb，加热4
‑
7h进行熔铸，铸锭，得到合金块；将合金块在350
‑
400℃下进行冷却退火4
‑
5h，在200
‑
220℃进行时效热处理，2
‑
3h后取出置于冷水中冷却，抛光，得到铝合金；步骤三：取接枝玄武岩纤维的氧化石墨烯、二氧化硅纳米粒子、全氟癸基三乙氧基硅烷、无水乙醇，搅拌5
‑
7h，得到改性二氧化硅疏水溶液；使用砂纸对铝合金进行打磨，去除铝合金表面的氧化膜，使用去离子水对打磨后的铝合金进行清洗，吹干，将处理后的铝合金浸泡在改性二氧化硅疏水溶液中30
‑
40min，得到高强度铝合金。
[0006]较为优化地，步骤一中，聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯、负载铁离子的玄武岩纤维、去离子水的质量比为1：（50
‑
80）：1000。
[0007]较为优化地，步骤二中，铝合金的组成元素及质量百分比为：Si：8.5
‑
9.2%、Mg：0.32
‑
0.4％、Mn：0.35
‑
0.65％、Zn：1.3
‑
1.7％、Fe：0.9
‑
1.5%、Cu：2.7
‑
3.2%、Ti：0.05
‑
0.2%、Sn：0.03
‑
0.05％、Ni：0.05
‑
0.2％、Pb：0.05
‑
0.07％，余量为Al及不可避免的杂质。
[0008]较为优化地，步骤一中，聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯的制备方法为：取氧化石墨烯、去离子水，超声分散1
‑
2h，加入聚乙烯亚胺，在25
‑
30℃下搅拌40
‑
50min，加入氢氧化钠溶液，在38
‑
42℃下搅拌22
‑
24h，离心，得到聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯。
[0009]较为优化地，所述氧化石墨烯的制备方法为：取石墨粉、浓硫酸、磷酸，在0
‑
2℃下搅拌均匀，加入高锰酸钾，在2
‑
4℃下搅拌3.5
‑
4.5h，在48
‑
52℃下搅拌50
‑
70min，升温至95
‑
100℃，加入去离子水、过氧化氢，洗涤，得到氧化石墨烯。
[0010]较为优化地，步骤一中，负载铁离子的玄武岩纤维的制备方法为：取硫酸亚铁、去离子水，搅拌均匀，加入还原铁粉，滴加硫酸溶液，在95
‑
100℃下搅拌反应70
‑
90min，得到FeSO4溶液；取处理后的玄武岩纤维、硫酸铁溶液，搅拌均匀，在28
‑
35℃下振荡浸泡22
‑
26h，洗涤至中性，干燥，研磨，得到负载铁离子的玄武岩纤维。
[0011]较为优化地，所述处理后的玄武岩纤维的制备方法为：取玄武岩纤维、硫酸溶液，在28
‑
35℃下振荡浸泡22
‑
26h，洗涤，干燥，得到处理后的玄武岩纤维。
[0012]较为优化地，步骤三中，依次使用400#、600#、1000#、1500#的SiC砂纸对铝合金进行打磨。
[0013]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：（1）本专利技术在溶液中添加了二氧化硅、接枝玄武岩纤维的氧化石墨烯，得到改性溶液，将铝合金浸泡在该改性溶液中，对铝合金起到了一种保护作用，大大加强了电机端盖用铝合金的耐磨性。
[0014]（2）首先使用聚乙烯亚胺对氧化石墨烯进行改性，改善了氧化石墨烯的分散性能，使其在与玄武岩纤维接枝的时候不易团聚，提高了复合材料的分散程度，加强了铝合金的耐磨性能。
[0015]玄武岩纤维、氧化石墨烯的加入可以增强铝合金的耐磨性能，但是玄武岩纤维、氧化石墨烯形状、颗粒尺寸不同，相结合会存在孔隙，影响耐磨性能，为了填补孔隙，本申请在玄武岩纤维上负载铁离子，然后将其与改性后的氧化石墨烯接枝在一起。首先，对玄武岩纤维进行酸化处理，使得玄武岩纤维上带有羟基、羧基基团，然后负载铁离子，铁离子的负载填补了玄武岩纤维上的孔隙，进一步加强了铝合金的耐磨性。
[0016]其次聚乙烯亚胺上的氨基可以与玄武岩纤维上的羧基、羟基等基团发生反应，增强两者之间的结合能力，同时聚乙烯亚胺对玄武岩纤维上的铁离子具有螯合作用。通过聚乙烯亚胺与铁离子的螯合作用以及羧基、羟基与氨基的反应使得玄武岩纤维良好地接枝在氧化石墨烯上。
[0017]（3）本专利技术通过浸泡在铝合金上覆有一层改性二氧化硅疏水膜，该全氟癸基三乙氧基硅烷的添加可以赋予铝合金电机端盖良好的耐腐蚀性，增长其使用寿命。接枝玄武岩纤维的氧化石墨烯的存在增强了改性二氧化硅疏水物质与铝合金基体的结合能力。
具体实施方式
[0018]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术使用到的化学试剂如下所示：石墨粉，500目，购自南京市先丰纳米材料有限公司；聚乙烯亚胺购自阿拉丁试剂有限公司；
玄武岩纤维，长度为1
‑
3mm，购自河北恒光矿产品有限公司；硫酸亚铁购自廊坊纳博化学技术有限公司；还原铁粉购自上海易恩化学技术有限公司；全氟癸基三乙氧基硅烷购自上海迈瑞尔公司；纳米级二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机端盖用高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：取聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯、去离子水，超声分散30
‑
40min，加入负载铁离子的玄武岩纤维，在35
‑
45℃下搅拌22
‑
24h，洗涤，干燥，得到接枝玄武岩纤维的氧化石墨烯；步骤二：取Al、Mg、Mn、Zn、Fe、Cu，加入熔化炉内，升温至全部熔化，搅拌，加入Si、Ti、Sn、Ni、Pb，加热4
‑
7h进行熔铸，铸锭，得到合金块；将合金块在350
‑
400℃下进行冷却退火4
‑
5h，在200
‑
220℃进行时效热处理，2
‑
3h后取出置于冷水中冷却，抛光，得到铝合金；步骤三：取接枝玄武岩纤维的氧化石墨烯、二氧化硅纳米粒子、全氟癸基三乙氧基硅烷、无水乙醇，搅拌5
‑
7h，得到改性二氧化硅溶液；使用砂纸对铝合金进行打磨，去除铝合金表面的氧化膜，使用去离子水对打磨后的铝合金进行清洗，吹干；将其在25
‑
28℃下，浸入HCl和H2O2的混合溶液中刻蚀15
‑
20min，得到预处理铝合金；将预处理铝合金先浸泡在多巴胺溶液中1
‑
2h后，浸泡在改性二氧化硅疏水溶液中30
‑
40min，洗涤干燥，得到高强度铝合金。2.根据权利要求1所述的一种电机端盖用高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：步骤一中，聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯、负载铁离子的玄武岩纤维、去离子水的质量比为1：（50
‑
80）：1000。3.根据权利要求1所述的一种电机端盖用高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：步骤二中，铝合金的组成元素及质量百分比为：Si：8.5
‑
9.2%、Mg：0.32
‑
0.4％、Mn：0.35
‑
0.65％、Zn：1.3
‑
1.7％、Fe：0.9
‑
1.5%、Cu：2.7
‑
3.2%、Ti：0.05
‑
0.2%、Sn：0.03
‑
0.05％、Ni：0.05
...

【专利技术属性】
技术研发人员：殳烨，朱凌，
申请(专利权)人：常州市夏桑机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：