本申請(qǐng)涉及金屬?gòu)?fù)合材料，尤其涉及一種鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件及其制備方法、頭戴顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著5g(5th?generation?mobile?communication?technology，第五代移動(dòng)通信技術(shù))通信、區(qū)塊鏈，云計(jì)算、下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的發(fā)展，手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、ar(augmented?reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))/vr(virtual?reality，虛擬現(xiàn)實(shí))設(shè)備等電子產(chǎn)品向著輕量化和便攜小型化的發(fā)展，金屬精密構(gòu)件作為消費(fèi)電子產(chǎn)品重要的構(gòu)件獲得了較大發(fā)展，尤其是以ar/vr設(shè)備為代表的頭戴式顯示設(shè)備，對(duì)輕量化和體驗(yàn)感有著更高的要求。人體的頭部對(duì)于穿戴產(chǎn)品的重量敏感度很高，過(guò)重的產(chǎn)品會(huì)讓消費(fèi)者產(chǎn)生不適感，降低了舒適度，因此結(jié)構(gòu)減重是改善客戶體驗(yàn)重要的發(fā)展方向。而頭戴式顯示設(shè)備中的各個(gè)構(gòu)件，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積小，除了有輕量化要求之外，對(duì)其強(qiáng)度和耐磨性也具有較高的要求，例如ar眼鏡轉(zhuǎn)軸等精密五金件在佩戴時(shí)會(huì)經(jīng)歷反復(fù)折疊，其整個(gè)壽命期內(nèi)可能會(huì)折疊5萬(wàn)次以上，因此對(duì)轉(zhuǎn)軸類的構(gòu)件有高強(qiáng)度、高耐磨性的要求，以防止在佩戴時(shí)或折疊時(shí)損壞。

2、然而，目前頭戴式顯示設(shè)備中的構(gòu)件難以同時(shí)滿足輕量化、高強(qiáng)度和高耐磨性的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件及其制備方法、頭戴顯示設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)頭戴式顯示設(shè)備中的構(gòu)件難以同時(shí)滿足輕量化、高強(qiáng)度和高耐磨性的要求的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件應(yīng)用于頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法包括以下步驟：

3、制備鋁合金喂料；

4、將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，得到復(fù)合坯料；

5、將所述復(fù)合坯料經(jīng)燒結(jié)處理，得到鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件。

6、可選地，所述將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，得到復(fù)合坯料的步驟包括：

7、將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)，控制注射溫度為160-220℃，注射壓力為1200-1600bar，模具溫度為35℃-45℃，保壓800-1200bar，冷卻4s-12s得到復(fù)合坯料。

8、可選地，所述將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，得到復(fù)合坯料的步驟包括：

9、獲取鋁合金嵌件，將所述鋁合金嵌件放置于所述目標(biāo)模具中；

10、將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件和鋁合金嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，以通過(guò)所述鋁合金喂料對(duì)所述高強(qiáng)度金屬嵌件和鋁合金嵌件進(jìn)行連接，得到復(fù)合坯料。

11、可選地，所述制備鋁合金喂料的步驟包括：

12、將鋁合金粉末與粘結(jié)劑混合，得到鋁合金混合物；

13、將所述鋁合金混合物進(jìn)行加熱混煉、造粒，得到鋁合金喂料。

14、可選地，所述粘結(jié)劑在所述鋁合金混合物中的體積占比為15-35％。

15、可選地，所述粘結(jié)劑包括聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯和硬脂酸，其中，所述聚乙二醇在所述粘結(jié)劑中的體積占比為65-85％，所述聚甲基丙烯酸甲酯在所述粘結(jié)劑中的體積占比為14-30％，所述硬脂酸在所述粘結(jié)劑中的體積占比為1-5％；

16、和/或，所述鋁合金粉末包括球形鋁合金粉末，所述球形鋁合金粉末的d50小于45μm，所述球形鋁合金粉末的d90為35-40μm。

17、可選地，所述加熱混煉的溫度為140-220℃，所述加熱混煉的轉(zhuǎn)速為30-50r/min，所述加熱混煉的時(shí)間為1-4h。

18、可選地，所述將所述復(fù)合坯料經(jīng)燒結(jié)處理，得到鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的步驟包括：

19、將所述復(fù)合坯料于惰性氣氛中，以3-6℃/min的速率升溫至400-600℃，熱脫脂1-3小時(shí)，得到熱脫脂坯；

20、將所述熱脫脂坯于惰性氣氛中，在300-650℃的溫度下，燒結(jié)處理3-5小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，得到鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件。

21、可選地，所述高強(qiáng)度金屬嵌件的強(qiáng)度大于900mpa，維氏硬度大于350，制備所述鋁合金喂料的原料鋁合金的強(qiáng)度大于200mpa。

22、可選地，所述高強(qiáng)度金屬嵌件為鋼嵌件和鈦合金嵌件中的一種。

23、可選地，在所述高強(qiáng)度金屬嵌件為鋼嵌件的情況下，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的密度為3.0～6.0g/cm3；

24、在所述高強(qiáng)度金屬嵌件為鈦合金嵌件的情況下，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的密度為2.8～4.0g/cm3。

25、本申請(qǐng)還提供一種鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件應(yīng)用于頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件采用如上所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法制備得到，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件包括：

26、鋁合金基體；和

27、至少一個(gè)與所述鋁合金基體連接的承力部；

28、其中，所述承力部為鋼承力部和鈦合金承力部中的一種。

29、本申請(qǐng)還提供一種頭戴顯示設(shè)備，所述頭戴顯示設(shè)備包括如上所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件。

30、可選地，所述頭戴顯示設(shè)備為眼鏡，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)置于所述眼鏡的轉(zhuǎn)軸位置，或者，所述頭戴顯示設(shè)備為vr頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)置于所述vr頭戴顯示設(shè)備的主體與頭箍之間的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)處。

31、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件及其制備方法、頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件應(yīng)用于頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法包括步驟：制備鋁合金喂料；將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，得到復(fù)合坯料；將所述復(fù)合坯料經(jīng)燒結(jié)處理，得到鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件。本申請(qǐng)通過(guò)將強(qiáng)度較大的高強(qiáng)度金屬嵌件定位嵌于目標(biāo)模具中，進(jìn)行鋁合金基體部分的注射成型，得到鋁合金和高強(qiáng)度金屬嵌件復(fù)合形成的復(fù)合坯料，進(jìn)而通過(guò)對(duì)所述復(fù)合坯料進(jìn)行脫脂、燒結(jié)處理，實(shí)現(xiàn)了鋁合金向高強(qiáng)度金屬嵌件的異種金屬的擴(kuò)散，鋁原子與高強(qiáng)度金屬嵌件中的金屬原子形成金屬鍵，進(jìn)而通過(guò)燒結(jié)處理使得所述復(fù)合坯料中的鋁合金的部分與高強(qiáng)度金屬嵌件形成一個(gè)致密的整體，即鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件，得到的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件中高強(qiáng)度金屬嵌件的部分可以用于承力或接觸摩擦，而鋁合金的部分密度較低，可以有效降低鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的質(zhì)量，滿足輕量化的需求，進(jìn)而使得最終制備的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件同時(shí)具備高強(qiáng)度、輕量化和高耐磨性的優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)頭戴式顯示設(shè)備中的構(gòu)件難以同時(shí)滿足輕量化、高強(qiáng)度和高耐磨性的要求的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件應(yīng)用于頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，得到復(fù)合坯料的步驟包括：

3.如權(quán)利要求1所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，得到復(fù)合坯料的步驟包括：

4.如權(quán)利要求1所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述制備鋁合金喂料的步驟包括：

5.如權(quán)利要求4所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑在所述鋁合金混合物中的體積占比為15-35％。

6.如權(quán)利要求4所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑包括聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯和硬脂酸，其中，所述聚乙二醇在所述粘結(jié)劑中的體積占比為65-85％，所述聚甲基丙烯酸甲酯在所述粘結(jié)劑中的體積占比為14-30％，所述硬脂酸在所述粘結(jié)劑中的體積占比為1-5％；

7.如權(quán)利要求4所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述加熱混煉的溫度為140-220℃，所述加熱混煉的轉(zhuǎn)速為30-50r/min，所述加熱混煉的時(shí)間為1-4h。

8.如權(quán)利要求1所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述將所述復(fù)合坯料經(jīng)燒結(jié)處理，得到鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的步驟包括：

9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度金屬嵌件的強(qiáng)度大于900mpa，維氏硬度大于350，制備所述鋁合金喂料的原料鋁合金的強(qiáng)度大于200mpa。

10.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度金屬嵌件為鋼嵌件和鈦合金嵌件中的一種。

11.如權(quán)利要求10所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法，其特征在于，在所述高強(qiáng)度金屬嵌件為鋼嵌件的情況下，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的密度為3.0～6.0g/cm3；

12.一種鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件，其特征在于，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件應(yīng)用于頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件采用如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法制備得到，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件包括：

13.一種頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述頭戴顯示設(shè)備包括如權(quán)利要求12所述的鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件。

14.如權(quán)利要求13所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件及其制備方法、頭戴顯示設(shè)備，涉及金屬?gòu)?fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件應(yīng)用于頭戴顯示設(shè)備，所述鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件的制備方法包括以下步驟：制備鋁合金喂料；將所述鋁合金喂料注射至放置有高強(qiáng)度金屬嵌件的目標(biāo)模具內(nèi)進(jìn)行注射成型，得到復(fù)合坯料；將所述復(fù)合坯料經(jīng)燒結(jié)處理，得到鋁合金基復(fù)合材料構(gòu)件。本申請(qǐng)解決了現(xiàn)有技術(shù)頭戴式顯示設(shè)備中的構(gòu)件難以同時(shí)滿足輕量化、高強(qiáng)度和高耐磨性的要求的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：范亮,劉朝紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：歌爾股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5