铝合金基复合材料构件及其制备方法、头戴显示设备与流程
本申请涉及金属复合材料，尤其涉及一种铝合金基复合材料构件及其制备方法、头戴显示设备。
背景技术：
1、随着5g(5th generation mobile communication technology，第五代移动通信技术)通信、区块链，云计算、下一代互联网技术等的发展，手机、平板电脑、笔记本电脑、ar(augmented reality，增强现实)/vr(virtual reality，虚拟现实)设备等电子产品向着轻量化和便携小型化的发展，金属精密构件作为消费电子产品重要的构件获得了较大发展，尤其是以ar/vr设备为代表的头戴式显示设备，对轻量化和体验感有着更高的要求。人体的头部对于穿戴产品的重量敏感度很高，过重的产品会让消费者产生不适感，降低了舒适度，因此结构减重是改善客户体验重要的发展方向。而头戴式显示设备中的各个构件，由于其结构复杂、体积小，除了有轻量化要求之外，对其强度和耐磨性也具有较高的要求，例如ar眼镜转轴等精密五金件在佩戴时会经历反复折叠，其整个寿命期内可能会折叠5万次以上，因此对转轴类的构件有高强度、高耐磨性的要求，以防止在佩戴时或折叠时损坏。
2、然而，目前头戴式显示设备中的构件难以同时满足轻量化、高强度和高耐磨性的要求。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种铝合金基复合材料构件及其制备方法、头戴显示设备，旨在解决现有技术头戴式显示设备中的构件难以同时满足轻量化、高强度和高耐磨性的要求的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请提供一种铝合金基复合材料构件的制备方法，所述铝合金基复合材料构件应用于头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件的制备方法包括以下步骤：
3、制备铝合金喂料；
4、将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内进行注射成型，得到复合坯料；
5、将所述复合坯料经烧结处理，得到铝合金基复合材料构件。
6、可选地，所述将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内进行注射成型，得到复合坯料的步骤包括：
7、将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内，控制注射温度为160-220℃，注射压力为1200-1600bar，模具温度为35℃-45℃，保压800-1200bar，冷却4s-12s得到复合坯料。
8、可选地，所述将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内进行注射成型，得到复合坯料的步骤包括：
9、获取铝合金嵌件，将所述铝合金嵌件放置于所述目标模具中；
10、将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件和铝合金嵌件的目标模具内进行注射成型，以通过所述铝合金喂料对所述高强度金属嵌件和铝合金嵌件进行连接，得到复合坯料。
11、可选地，所述制备铝合金喂料的步骤包括：
12、将铝合金粉末与粘结剂混合，得到铝合金混合物；
13、将所述铝合金混合物进行加热混炼、造粒，得到铝合金喂料。
14、可选地，所述粘结剂在所述铝合金混合物中的体积占比为15-35％。
15、可选地，所述粘结剂包括聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯和硬脂酸，其中，所述聚乙二醇在所述粘结剂中的体积占比为65-85％，所述聚甲基丙烯酸甲酯在所述粘结剂中的体积占比为14-30％，所述硬脂酸在所述粘结剂中的体积占比为1-5％；
16、和/或，所述铝合金粉末包括球形铝合金粉末，所述球形铝合金粉末的d50小于45μm，所述球形铝合金粉末的d90为35-40μm。
17、可选地，所述加热混炼的温度为140-220℃，所述加热混炼的转速为30-50r/min，所述加热混炼的时间为1-4h。
18、可选地，所述将所述复合坯料经烧结处理，得到铝合金基复合材料构件的步骤包括：
19、将所述复合坯料于惰性气氛中，以3-6℃/min的速率升温至400-600℃，热脱脂1-3小时，得到热脱脂坯；
20、将所述热脱脂坯于惰性气氛中，在300-650℃的温度下，烧结处理3-5小时，随炉冷却至室温，得到铝合金基复合材料构件。
21、可选地，所述高强度金属嵌件的强度大于900mpa，维氏硬度大于350，制备所述铝合金喂料的原料铝合金的强度大于200mpa。
22、可选地，所述高强度金属嵌件为钢嵌件和钛合金嵌件中的一种。
23、可选地，在所述高强度金属嵌件为钢嵌件的情况下，所述铝合金基复合材料构件的密度为3.0～6.0g/cm3；
24、在所述高强度金属嵌件为钛合金嵌件的情况下，所述铝合金基复合材料构件的密度为2.8～4.0g/cm3。
25、本申请还提供一种铝合金基复合材料构件，所述铝合金基复合材料构件应用于头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件采用如上所述的铝合金基复合材料构件的制备方法制备得到，所述铝合金基复合材料构件包括：
26、铝合金基体；和
27、至少一个与所述铝合金基体连接的承力部；
28、其中，所述承力部为钢承力部和钛合金承力部中的一种。
29、本申请还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括如上所述的铝合金基复合材料构件。
30、可选地，所述头戴显示设备为眼镜，所述铝合金基复合材料构件设置于所述眼镜的转轴位置，或者，所述头戴显示设备为vr头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件设置于所述vr头戴显示设备的主体与头箍之间的翻转结构处。
31、本申请提供了一种铝合金基复合材料构件及其制备方法、头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件应用于头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件的制备方法包括步骤：制备铝合金喂料；将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内进行注射成型，得到复合坯料；将所述复合坯料经烧结处理，得到铝合金基复合材料构件。本申请通过将强度较大的高强度金属嵌件定位嵌于目标模具中，进行铝合金基体部分的注射成型，得到铝合金和高强度金属嵌件复合形成的复合坯料，进而通过对所述复合坯料进行脱脂、烧结处理，实现了铝合金向高强度金属嵌件的异种金属的扩散，铝原子与高强度金属嵌件中的金属原子形成金属键，进而通过烧结处理使得所述复合坯料中的铝合金的部分与高强度金属嵌件形成一个致密的整体，即铝合金基复合材料构件，得到的铝合金基复合材料构件中高强度金属嵌件的部分可以用于承力或接触摩擦，而铝合金的部分密度较低，可以有效降低铝合金基复合材料构件的质量，满足轻量化的需求，进而使得最终制备的铝合金基复合材料构件同时具备高强度、轻量化和高耐磨性的优点，克服了现有技术头戴式显示设备中的构件难以同时满足轻量化、高强度和高耐磨性的要求的技术问题。
技术特征：
1.一种铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述铝合金基复合材料构件应用于头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件的制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内进行注射成型，得到复合坯料的步骤包括：
3.如权利要求1所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内进行注射成型，得到复合坯料的步骤包括：
4.如权利要求1所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述制备铝合金喂料的步骤包括：
5.如权利要求4所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述粘结剂在所述铝合金混合物中的体积占比为15-35％。
6.如权利要求4所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯和硬脂酸，其中，所述聚乙二醇在所述粘结剂中的体积占比为65-85％，所述聚甲基丙烯酸甲酯在所述粘结剂中的体积占比为14-30％，所述硬脂酸在所述粘结剂中的体积占比为1-5％；
7.如权利要求4所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述加热混炼的温度为140-220℃，所述加热混炼的转速为30-50r/min，所述加热混炼的时间为1-4h。
8.如权利要求1所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述将所述复合坯料经烧结处理，得到铝合金基复合材料构件的步骤包括：
9.如权利要求1至8中任一项所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述高强度金属嵌件的强度大于900mpa，维氏硬度大于350，制备所述铝合金喂料的原料铝合金的强度大于200mpa。
10.如权利要求1至8中任一项所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，所述高强度金属嵌件为钢嵌件和钛合金嵌件中的一种。
11.如权利要求10所述的铝合金基复合材料构件的制备方法，其特征在于，在所述高强度金属嵌件为钢嵌件的情况下，所述铝合金基复合材料构件的密度为3.0～6.0g/cm3；
12.一种铝合金基复合材料构件，其特征在于，所述铝合金基复合材料构件应用于头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件采用如权利要求1至11中任一项所述的铝合金基复合材料构件的制备方法制备得到，所述铝合金基复合材料构件包括：
13.一种头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备包括如权利要求12所述的铝合金基复合材料构件。
14.如权利要求13所述的头戴显示设备，其特征在于，
技术总结
本申请公开了一种铝合金基复合材料构件及其制备方法、头戴显示设备，涉及金属复合材料技术领域，所述铝合金基复合材料构件应用于头戴显示设备，所述铝合金基复合材料构件的制备方法包括以下步骤：制备铝合金喂料；将所述铝合金喂料注射至放置有高强度金属嵌件的目标模具内进行注射成型，得到复合坯料；将所述复合坯料经烧结处理，得到铝合金基复合材料构件。本申请解决了现有技术头戴式显示设备中的构件难以同时满足轻量化、高强度和高耐磨性的要求的技术问题。
技术研发人员：范亮,刘朝红
受保护的技术使用者：歌尔股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5