[发明专利]一种箱包用高强、耐磨壳体材料

说明书

本发明公开了一种箱包用高强、耐磨壳体材料；由铝镁合金基体以及纳米陶瓷增强颗粒构成；所述纳米陶瓷增强颗粒为硼化钛，颗粒直径为50‑500纳米，纳米陶瓷增强颗粒的体积含量为1‑10％，其余为铝镁合金基体。这种箱包材料的密度与铝镁合金相当，因第二相纳米陶瓷颗粒的强化作用，材料的屈服强度最高可提高50％。与此同时，硬质陶瓷相的加入改善了壳体板料的耐磨性能。采用该材料制造的箱包，在满足抗压要求的前提下其壳体厚度可以大大降低，壳体重量可以降低20‑50％。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种箱包用高强、耐磨壳体材料。

背景技术

箱包是人们旅行的重要物品。为了打造更轻、更坚固、更耐磨的箱包产品，人们一直在研发更先进的材料来制作箱包壳体，包括新型高分子材料和轻金属材料。近年来，ABS、PC以及铝镁合金已成为主流的箱包材质。这些材质制造的箱包在使用中逐渐暴露出一些缺陷。比如，ABS和PC箱包虽然轻，但是不耐磨，而且因抗冲击性较差受冲击后箱壳易破碎。铝镁合金材质尽管在强度和耐磨性方面比ABS和PC具有显著的优势，但缺点是密度太大。对于铝镁合金箱包，将壳体减薄是实现轻量化的主要途径。为了满足箱包坚固耐摔的要求，更薄的箱壳厚度必然要求壳体材料具有足够高的强度。而目前主流的5052和5754铝镁合金的强度都不足，难以满足轻量化箱包的设计要求。因此，亟待开发一种高强度、高耐磨的壳体材料来满足箱包市场的需求。

由于硼化钛(TiB₂)陶瓷与铝镁合金具有良好的相容性，因而非常适合作为铝镁合金的增强颗粒。经检索，专利CN1180383A公开了一种TiB₂颗粒陶瓷增强铝合金金属基复合材料，该专利采用了外位分散的技术，适合高体积含量陶铝颗粒的制备，但是该技术需添加含金属钙或金属镁粉末的熔融溶剂，同时还需要惰性或部分还原气氛，工艺复杂度高，且由于采用活泼金属粉末作为还原剂，因而存在安全隐患，工艺成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种箱包用高强、耐磨壳体材料。本发明采用熔融铝直接还原氟硼酸钾和氟钛酸钾的工艺路线，适合低体积含量陶铝颗粒的制备，工艺相对简单，也更安全。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种箱包用高强、耐磨壳体材料，由铝镁合金基体以及纳米陶瓷增强颗粒构成；所述纳米陶瓷增强颗粒为硼化钛，颗粒直径为50～500纳米，纳米陶瓷增强颗粒的体积含量为1～10％。

本发明还涉及一种前述的箱包用高强、耐磨壳体材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将铝镁合金熔化后，加入反应盐并搅拌；所述反应盐为氟硼酸钾和氟钛酸钾；

S2、待反应盐与铝在高温下反应生成纳米尺度的硼化钛陶瓷颗粒，随后对熔体进行精炼处理；

S3、采用半连续铸造制备复合材料扁锭，然后均匀化处理；

S4、将复合材料扁锭轧制成薄板，冲压，形成箱包壳体。

作为本发明的一个实施方案，步骤S1中，所述氟硼酸钾和氟钛酸钾的重量比为1.5～2.5:1。优选重量比为2:1。

作为本发明的一个实施方案，步骤S2中，所述高温为750～850℃；反应时间为0.5～1h。

作为本发明的一个实施方案，步骤S2中，所述精炼处理为采用旋转喷吹氩气0.4～0.6h。优选旋转喷吹氩气0.5h。

作为本发明的一个实施方案，步骤S3中，所述均匀化处理为随炉升温到445～455℃，保温7～9h，然后升温到470～480℃，保温38～42h，随后出炉空冷。优选随炉升温到450℃，保温8h，然后升温到475℃，保温40h，随后出炉空冷。

作为本发明的一个实施方案，步骤S4中，冲压成箱包壳体后还包括进行退火加工的步骤。