一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺

摘要

本发明公开了一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，涉及铸造铝合金加工技术领域，具体工艺如下：1）配制碳纳米管和氧化石墨烯的混合分散液；2）制得气凝胶；3）制得碳化硅复合气凝胶；4）碳化硅复合气凝胶进行改性处理；5）将铸造铝合金原料加热溶化得到铝合金溶液，将改性碳化硅复合气凝胶加入到铝合金管中，然后加入到铝合金溶液中，经过处理后浇铸到模具中，成型后脱模，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。本发明提供的加工工艺，可以有效的降低搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金工艺中裂纹的产生，从而有助于实现铝合金铸件强度提升的技术效果，具有广阔的应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于铸造铝合金加工技术领域，具体涉及一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺。

背景技术

铸造铝合金具有质量小、比强度大、弹性模量高、耐磨性能好、延展性好等特点，已在汽车、船舶、电子、航空航天、军工等行业中得到广泛运用。 但对于汽车活塞、气缸、发动机缸盖、直升机旋翼、航天飞行器等铸造铝合金构件来说，其长期在高温、高压、高盐雾、强腐蚀、长周期的复杂环境中服役，对铸造铝合金强度、塑韧性、耐高温性提出了更高要求。SiC颗粒增强铸造铝合金技术，通过在铝合金中添加SiC增强颗粒，提升铸造铝合金性能，已成为铸造铝合金强韧化中研究最多、应用前景最广的技术之一。

SiC与铝合金熔体的润湿性差，当SiC/Al在长时间高温下润湿角才会减小， 这对于大规模工业生产是不现实的，对此人们提出了搅拌铸造的方法来改善SiC/Al的润湿性。搅拌铸造法制备SiC/铸造铝合金材料的基本原理是：将预处理的 SiC颗粒经送粉装置送入铝合金熔体，在保护气体氛围下，通过搅拌作用将 SiC颗粒与熔体混合，最后冷却凝固得到SiC/铸造铝合金材料。由于搅拌作用可以产生剪切力，从而改善熔体与SiC的润湿性，使SiC颗粒进入熔体，均匀分散。常见的搅拌方式有机械搅拌、超声搅拌和电磁搅拌等。搅拌铸造法制备 SiC/铸造铝合金材料有以下优点：无需专用模具、可以成规模大批量生产；可以直接成型较为复杂的铸件，后续机械加工少，减少了成本；通过搅拌作用可以碎化枝晶，提高异质形核铝，细化晶粒提升铸件的性能。尽管搅拌铸造在大规模生产方面有着巨大的优势，但在许多方面也同样面临着问题，例如SiC颗粒与铝原子界面能差异、热学性质的不同，导致SiC颗粒在熔体中容易团聚，这些 SiC 颗粒团聚的地方往往会导致裂纹源产生，使得铸件中易产生裂纹，从而严重降低了铸件的性能。因此，在采用搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金时，如何降低裂纹缺陷的产生，对提升铸件的性能具有重要作用。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，具体工艺如下：

1）称取适量的碳纳米管置于管式炉中，在氩气气氛下，以10-15℃/min升温速率加热至1300-1400℃，热处理2-3h，随炉冷却至室温后分散于N,N-二甲基甲酰胺中，控制碳纳米管与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:50-60g/mL，在700-800W下超声处理50-60min，再经10000-12000r/min离心处理10-15min除去N,N-二甲基甲酰胺，得到湿态碳纳米管，再将湿态碳纳米管加入到质量浓度为3-4mg/mL的氧化石墨烯分散液中，经4000-5000r/min高速搅拌20-30min以及40-80W超声处理5-10min，得到氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为3-6:1的混合分散液；本发明中，通过将碳纳米管进行高温热处理，可以使碳纳米管含氧基团的数量减少，从而提高其碳化程度，使得碳纳米管的缺陷得到修复，有利于碳纳米管表现为低的失重量，使得碳纳米管在后期的铸铝高温环境下表现为较低的热失重比例，从而使得碳纳米管在铸铝高温环境下可以保持结构的完整；

2）称取适量的抗坏血酸加入到混合分散液中，控制抗坏血酸与混合分散液中氧化石墨烯的质量比为2-2.5:1，经200-260r/min搅拌5-10min以及40-60W超声处理10-15min后置于60-70℃油浴中处理1-2h，得到预还原水凝胶，然后将其置于-10--15℃环境中冷冻10-12h后室温解冻，再次置于50-60℃油浴中加热还原10-13h，向得到的水凝胶中加入足量超纯水浸泡透析3-4d，再次置于于-10--15℃环境中冷冻10-12h，经冷冻干燥后置于氮气气氛下管式炉中，800-850℃处理1-2h，得到气凝胶；本发明中，以石墨烯片层为基本骨架，碳纳米管为第二搭接体，形成具有贯通的多孔网络结构的气凝胶，形成的气凝胶中的多孔结构可以为后续纳米碳化硅颗粒的填充以及氧化锌纳米片的负载生长提供空间，并且在气凝胶的形成过程中，采用预还原后增设再还原过程的方法，有利于水凝胶缺陷的减少以及强度的提升，并且分阶段式的还原过程可以避免依次彻底还原造成的收缩现象，从而有利于提高气凝胶三维网络结构的完整性；

3）将气凝胶进行粉碎处理，得到粒径为150-200μm的气凝胶粉末，置于容器中备用，称取一定量的赤藓糖醇置于125-135℃真空干燥箱内，待赤藓糖醇完全溶解后加入适量粒径为30-40μm的碳化硅颗粒，控制纳米碳化硅与赤藓糖醇的质量比为1:8-10，经200-300W超声处理15-25min，然后倒入装有气凝胶粉末的容器中，控制气凝胶粉末为赤藓糖醇质量的10-15%，在125-135℃条件下抽真空至10-50Pa，处理30-40min，待处理结束后，将产物取出后置于烘箱中，在120-125℃下反复干燥至没有赤藓糖醇溢出，得到碳化硅复合气凝胶；本发明中，利用赤藓糖醇作为渗透助剂，通过将纳米碳化硅加入到熔融的赤藓糖醇中，并通过抽真空处理，使得纳米碳化硅随着赤藓糖醇共同渗入到气凝胶的孔隙中，从而使得纳米碳化硅可以嵌入到气凝胶的孔隙中，而且通过后续的反复干燥处理，可以将气凝胶表层孔隙结构中填充的纳米碳化硅以及赤藓糖醇除去，使得气凝胶中深层孔隙结构中的纳米碳化硅可以得到保留，从而获得深层孔隙中填充有纳米碳化硅以及赤藓糖醇，表层依然呈现多孔结构的复合气凝胶，通过将纳米碳化硅填充至气凝胶的深层孔隙结构中，可以提高纳米碳化硅在气凝胶中填充负载的牢固度，使得纳米碳化硅不易从气凝胶孔隙中脱离；

4）称取适量的氧化锌纳米片置于去离子水中，在800-1000r/min下磁力搅拌10-20min，得到含量为20-25mg/mL的分散液，在500-600r/min剧烈搅拌下，按照分散液质量的3-6%，将碳化硅复合气凝胶加入到分散液中，搅拌30-40min，然后将混合物转移至高压反应釜中，在150-160℃下恒温加热6-8h，将得到的产物干燥后在氮气气氛下，600-700℃热处理1-2h，得到改性碳化硅复合气凝胶；本发明中，通过水热法，使得氧化锌纳米片填充到碳化硅复合气凝胶的表层孔隙中，并且与碳化硅复合气凝胶中的氧化石墨烯之间形成Zn-O-C键，从而使得氧化锌纳米片牢固的嵌入在碳化硅复合气凝胶的表层，在碳化硅复合气凝胶的表层形成多层次的纳米片堆叠结构，形成的纳米片堆叠结构可以有效的阻碍裂纹的扩展，并且消耗裂纹扩展的能量，从而使得改性碳化硅复合气凝胶中填充的碳化硅与铝合金界面处产生的裂纹扩展得到抑制，从而有助于降低铸造铝合金中裂纹的产生；通过将产物在氮气气氛下进行高温热处理，可以使改性碳化硅复合气凝胶中残留的赤藓糖醇碳化，达到去除赤藓糖醇的目的，从而避免残留的赤藓糖醇在铝合金铸造过程中热氧分解造成铝合金中出现气孔缺陷；

5）将铸造铝合金原料加热至760-800℃溶化得到铝合金溶液，将改性碳化硅复合气凝胶加入到与铝合金溶液相同材质的直径为5-10mm，长度为40-50mm的铝合金管中，装满后密封抽真空，然后按照铝合金溶液总质量的8-12%，将铝合金管加入到铝合金溶液中，升温至850-870℃，保温1-2h，然后经精炼、除气、除渣后在300-400r/min下搅拌30-40min，浇铸到模具中，成型后脱模，在550-570℃下固熔处理5-6h，然后在150-170℃下时效处理5-7h，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金；本发明中，通过将改性碳化硅复合气凝胶装入铝合金管中，并且密封后抽真空，可以防止改性碳化硅复合气凝胶中还原的石墨烯被氧化，从而可以避免石墨烯被氧化后形成的含氧基团化学键在高温下被破坏而断裂形成小分子的水和二氧化碳溢出，造成石墨烯片层之间的层间距的增大，导致改性碳化硅复合气凝胶中骨架结构的变形。

进一步，所述氧化锌纳米片的制备方法如下：按照二水乙酸锌与去离子水的比例为3-4mmol:30-40mL，将称取的二水乙酸锌加入到去离子水中，搅拌至完全溶解后加入六亚甲基四胺，控制六亚甲基四胺与二水乙酸锌的摩尔比为2:1，混匀后移至高压反应釜中，在95-100℃恒温条件下加热反应8-10h，待反应结束后冷却至室温，将产物用去离子水反复洗涤后在70-80℃下真空干燥3-5h，即可得到氧化钠纳米片。

进一步，所述铸造铝合金原料为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系或Al-Zn系。

本发明相比现有技术具有以下优点：

针对现有技术中存在的，将碳化硅颗粒加入到铝合金溶液中，碳化硅颗粒在铝合金溶液中容易团聚，这些碳化硅颗粒团聚的地方往往会导致裂纹源产生，使得铝合金铸件中易产生裂纹，从而严重降低了铸件的性能；本发明通过将碳化硅填充至具有贯通的多孔网络结构的气凝胶深层孔隙中，并且在气凝胶的表层孔隙中形成氧化锌纳米片的堆叠结构，从而形成改性碳化硅复合气凝胶，通过将该改性碳化硅复合气凝胶加入到铝合金熔体中，气凝胶表层孔隙中形成的纳米片堆叠结构可以有效的阻碍裂纹的扩展，并且消耗裂纹扩展的能量，从而使得改性碳化硅复合气凝胶中填充的碳化硅与铝合金界面处产生的裂纹扩展得到抑制，从而有助于降低铸造铝合金中裂纹的产生，并且该改性碳化硅复合气凝胶中具有的贯通多孔结构以及氧化锌纳米片堆叠结构的层间可以为铝合金熔体的流动提供的通道，使得铝合金溶液可以与改性碳化硅复合气凝胶中填充的碳化硅接触并发生界面反应，从而不会对碳化硅增强铝合金的技术效果造成影响。

具体实施方式

下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，具体工艺如下：

1）称取适量的碳纳米管置于管式炉中，在氩气气氛下，以10℃/min升温速率加热至1300℃，热处理2h，随炉冷却至室温后分散于N,N-二甲基甲酰胺中，控制碳纳米管与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:50g/mL，在700W下超声处理50min，再经10000r/min离心处理10min除去N,N-二甲基甲酰胺，得到湿态碳纳米管，再将湿态碳纳米管加入到质量浓度为3mg/mL的氧化石墨烯分散液中，经4000r/min高速搅拌20min以及40W超声处理5min，得到氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为3:1的混合分散液；

2）称取适量的抗坏血酸加入到混合分散液中，控制抗坏血酸与混合分散液中氧化石墨烯的质量比为2:1，经200r/min搅拌5min以及40W超声处理10min后置于60℃油浴中处理1h，得到预还原水凝胶，然后将其置于-10℃环境中冷冻10h后室温解冻，再次置于50℃油浴中加热还原10h，向得到的水凝胶中加入足量超纯水浸泡透析3d，再次置于于-10℃环境中冷冻10h，经冷冻干燥后置于氮气气氛下管式炉中，800℃处理1h，得到气凝胶；

3）将气凝胶进行粉碎处理，得到粒径为150μm的气凝胶粉末，置于容器中备用，称取一定量的赤藓糖醇置于125℃真空干燥箱内，待赤藓糖醇完全溶解后加入适量粒径为30μm的碳化硅颗粒，控制纳米碳化硅与赤藓糖醇的质量比为1:8，经200W超声处理15min，然后倒入装有气凝胶粉末的容器中，控制气凝胶粉末为赤藓糖醇质量的10%，在125℃条件下抽真空至10Pa，处理30min，待处理结束后，将产物取出后置于烘箱中，在120℃下反复干燥至没有赤藓糖醇溢出，得到碳化硅复合气凝胶；

4）称取适量的氧化锌纳米片置于去离子水中，在800r/min下磁力搅拌10min，得到含量为20mg/mL的分散液，在500r/min剧烈搅拌下，按照分散液质量的3%，将碳化硅复合气凝胶加入到分散液中，搅拌30min，然后将混合物转移至高压反应釜中，在150℃下恒温加热6h，将得到的产物干燥后在氮气气氛下，600℃热处理1h，得到改性碳化硅复合气凝胶；

5）将铸造铝合金原料加热至760℃溶化得到铝合金溶液，将改性碳化硅复合气凝胶加入到与铝合金溶液相同材质的直径为5mm，长度为40mm的铝合金管中，装满后密封抽真空，然后按照铝合金溶液总质量的8%，将铝合金管加入到铝合金溶液中，升温至850℃，保温1h，然后经精炼、除气、除渣后在300r/min下搅拌30min，浇铸到模具中，成型后脱模，在550℃下固熔处理5h，然后在150℃下时效处理5h，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。

进一步，所述氧化锌纳米片的制备方法如下：按照二水乙酸锌与去离子水的比例为3mmol:30mL，将称取的二水乙酸锌加入到去离子水中，搅拌至完全溶解后加入六亚甲基四胺，控制六亚甲基四胺与二水乙酸锌的摩尔比为2:1，混匀后移至高压反应釜中，在95℃恒温条件下加热反应8h，待反应结束后冷却至室温，将产物用去离子水反复洗涤后在70℃下真空干燥3h，即可得到氧化钠纳米片。

进一步，所述铸造铝合金原料为Al-Si系。

对照组：

选用Al-Si系铸造铝合金作为原料，GB牌号ZL101，加热至760℃溶化得到铝合金溶液，将粒径30μm的碳化硅颗粒加入到铝合金溶液中，控制对照组中所用的碳化硅质量与实施例1中所用的碳化硅质量相同，升温至850℃，保温1h，然后经精炼、除气、除渣后在300r/min下搅拌30min，浇铸到模具中，成型后脱模，在550℃下固熔处理5h，然后在150-170℃下时效处理5-7h，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。

测试实验

按国家标准GB/T16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》，将实施例1和对照组的铸造铝合金加工成标准拉伸试样，在DNS200型电子拉伸试验机上进行室温拉伸，拉伸速度为2mm/min，检测挤压铸造铝合金的抗拉强度以及屈服强度，检测结果如下：实施例1的铸造铝合金，相对于对照组的铸造铝合金，抗拉强度提升了31.6%，屈服强度提升了26.3%。

实施例2

一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，具体工艺如下：

1）称取适量的碳纳米管置于管式炉中，在氩气气氛下，以12℃/min升温速率加热至1350℃，热处理2.5h，随炉冷却至室温后分散于N,N-二甲基甲酰胺中，控制碳纳米管与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:55g/mL，在750W下超声处理55min，再经11000r/min离心处理12min除去N,N-二甲基甲酰胺，得到湿态碳纳米管，再将湿态碳纳米管加入到质量浓度为4mg/mL的氧化石墨烯分散液中，经4500r/min高速搅拌25min以及60W超声处理7min，得到氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为5:1的混合分散液；

2）称取适量的抗坏血酸加入到混合分散液中，控制抗坏血酸与混合分散液中氧化石墨烯的质量比为2.3:1，经230r/min搅拌7min以及50W超声处理12min后置于65℃油浴中处理1.5h，得到预还原水凝胶，然后将其置于-13℃环境中冷冻11h后室温解冻，再次置于55℃油浴中加热还原12h，向得到的水凝胶中加入足量超纯水浸泡透析4d，再次置于于-13℃环境中冷冻11h，经冷冻干燥后置于氮气气氛下管式炉中，830℃处理1.5h，得到气凝胶；

3）将气凝胶进行粉碎处理，得到粒径为150μm的气凝胶粉末，置于容器中备用，称取一定量的赤藓糖醇置于130℃真空干燥箱内，待赤藓糖醇完全溶解后加入适量粒径为30μm的碳化硅颗粒，控制纳米碳化硅与赤藓糖醇的质量比为1:9，经250W超声处理20min，然后倒入装有气凝胶粉末的容器中，控制气凝胶粉末为赤藓糖醇质量的12%，在130℃条件下抽真空至30Pa，处理35min，待处理结束后，将产物取出后置于烘箱中，在125℃下反复干燥至没有赤藓糖醇溢出，得到碳化硅复合气凝胶；

4）称取适量的氧化锌纳米片置于去离子水中，在900r/min下磁力搅拌15min，得到含量为20mg/mL的分散液，在550r/min剧烈搅拌下，按照分散液质量的5%，将碳化硅复合气凝胶加入到分散液中，搅拌35min，然后将混合物转移至高压反应釜中，在155℃下恒温加热7h，将得到的产物干燥后在氮气气氛下，650℃热处理1.5h，得到改性碳化硅复合气凝胶；

5）将铸造铝合金原料加热至780℃溶化得到铝合金溶液，将改性碳化硅复合气凝胶加入到与铝合金溶液相同材质的直径为10mm，长度为45mm的铝合金管中，装满后密封抽真空，然后按照铝合金溶液总质量的10%，将铝合金管加入到铝合金溶液中，升温至860℃，保温1.5h，然后经精炼、除气、除渣后在350r/min下搅拌35min，浇铸到模具中，成型后脱模，在560℃下固熔处理5.5h，然后在160℃下时效处理6h，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。

进一步，所述氧化锌纳米片的制备方法如下：按照二水乙酸锌与去离子水的比例为3.5mmol:35mL，将称取的二水乙酸锌加入到去离子水中，搅拌至完全溶解后加入六亚甲基四胺，控制六亚甲基四胺与二水乙酸锌的摩尔比为2:1，混匀后移至高压反应釜中，在100℃恒温条件下加热反应9h，待反应结束后冷却至室温，将产物用去离子水反复洗涤后在75℃下真空干燥4h，即可得到氧化钠纳米片。

进一步，所述铸造铝合金原料为Al-Mg系。

对照组：

选用Al-Mg系铸造铝合金作为原料，GB牌号ZL301，加热至760-800℃溶化得到铝合金溶液，将粒径30μm的碳化硅颗粒加入到铝合金溶液中，控制对照组中所用的碳化硅质量与实施例2中所用的碳化硅质量相同，升温至860℃，保温1.5h，然后经精炼、除气、除渣后在350r/min下搅拌35min，浇铸到模具中，成型后脱模，在560℃下固熔处理5.5h，然后在160℃下时效处理6h，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。

测试实验

按国家标准GB/T16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》，将实施例2和对照组的铸造铝合金加工成标准拉伸试样，在DNS200型电子拉伸试验机上进行室温拉伸，拉伸速度为2mm/min，检测挤压铸造铝合金的抗拉强度以及屈服强度，检测结果如下：实施例2的铸造铝合金，相对于对照组的铸造铝合金，抗拉强度提升了33.5%，屈服强度提升了28.7%。

实施例3

一种改善搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中产生裂纹缺陷的加工工艺，具体工艺如下：

1）称取适量的碳纳米管置于管式炉中，在氩气气氛下，以15℃/min升温速率加热至1400℃，热处理3h，随炉冷却至室温后分散于N,N-二甲基甲酰胺中，控制碳纳米管与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:60g/mL，在800W下超声处理60min，再经12000r/min离心处理15min除去N,N-二甲基甲酰胺，得到湿态碳纳米管，再将湿态碳纳米管加入到质量浓度为4mg/mL的氧化石墨烯分散液中，经5000r/min高速搅拌30min以及80W超声处理10min，得到氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为6:1的混合分散液；

2）称取适量的抗坏血酸加入到混合分散液中，控制抗坏血酸与混合分散液中氧化石墨烯的质量比为2.5:1，经260r/min搅拌10min以及60W超声处理15min后置于70℃油浴中处理2h，得到预还原水凝胶，然后将其置于-15℃环境中冷冻12h后室温解冻，再次置于60℃油浴中加热还原13h，向得到的水凝胶中加入足量超纯水浸泡透析4d，再次置于于-15℃环境中冷冻12h，经冷冻干燥后置于氮气气氛下管式炉中，850℃处理2h，得到气凝胶；

3）将气凝胶进行粉碎处理，得到粒径为200μm的气凝胶粉末，置于容器中备用，称取一定量的赤藓糖醇置于135℃真空干燥箱内，待赤藓糖醇完全溶解后加入适量粒径为30μm的碳化硅颗粒，控制纳米碳化硅与赤藓糖醇的质量比为1:10，经300W超声处理25min，然后倒入装有气凝胶粉末的容器中，控制气凝胶粉末为赤藓糖醇质量的15%，在135℃条件下抽真空至50Pa，处理40min，待处理结束后，将产物取出后置于烘箱中，在125℃下反复干燥至没有赤藓糖醇溢出，得到碳化硅复合气凝胶；

4）称取适量的氧化锌纳米片置于去离子水中，在1000r/min下磁力搅拌20min，得到含量为25mg/mL的分散液，在600r/min剧烈搅拌下，按照分散液质量的6%，将碳化硅复合气凝胶加入到分散液中，搅拌40min，然后将混合物转移至高压反应釜中，在160℃下恒温加热8h，将得到的产物干燥后在氮气气氛下，700℃热处理2h，得到改性碳化硅复合气凝胶；

5）将铸造铝合金原料加热至800℃溶化得到铝合金溶液，将改性碳化硅复合气凝胶加入到与铝合金溶液相同材质的直径为10mm，长度为50mm的铝合金管中，装满后密封抽真空，然后按照铝合金溶液总质量的12%，将铝合金管加入到铝合金溶液中，升温至870℃，保温2h，然后经精炼、除气、除渣后在400r/min下搅拌40min，浇铸到模具中，成型后脱模，在570℃下固熔处理6h，然后在170℃下时效处理7h，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。

进一步，所述氧化锌纳米片的制备方法如下：按照二水乙酸锌与去离子水的比例为4mmol:40mL，将称取的二水乙酸锌加入到去离子水中，搅拌至完全溶解后加入六亚甲基四胺，控制六亚甲基四胺与二水乙酸锌的摩尔比为2:1，混匀后移至高压反应釜中，在100℃恒温条件下加热反应10h，待反应结束后冷却至室温，将产物用去离子水反复洗涤后在80℃下真空干燥5h，即可得到氧化钠纳米片。

进一步，所述铸造铝合金原料为Al-Cu系。

对照组：

选用Al-Cu系铸造铝合金作为原料，GB牌号ZL201，加热至800℃溶化得到铝合金溶液，将粒径30μm的碳化硅颗粒加入到铝合金溶液中，控制对照组中所用的碳化硅质量与实施例3中所用的碳化硅质量相同，升温至870℃，保温2h，然后经精炼、除气、除渣后在400r/min下搅拌40min，浇铸到模具中，成型后脱模，在570℃下固熔处理6h，然后在170℃下时效处理7h，即可得到所需的碳化硅/铸造铝合金。

测试实验

按国家标准GB/T16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》，将实施例3和对照组的铸造铝合金加工成标准拉伸试样，在DNS200型电子拉伸试验机上进行室温拉伸，拉伸速度为2mm/min，检测挤压铸造铝合金的抗拉强度以及屈服强度，检测结果如下：实施例3的铸造铝合金，相对于对照组的铸造铝合金，抗拉强度提升了32.4%，屈服强度提升了27.1%。

通过上述对比实验结果可知，本发明提供的加工工艺，可以有效的降低搅拌铸造法制备碳化硅/铸造铝合金中裂纹的产生，从而有助于实现铝合金铸件强度提升的技术效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。