一种新型汽车用多孔金属复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种新型汽车用多孔金属复合材料，由以下原料制成：基体、涂层；所述基体由以下原料制成：钢粉、三氧化二铝粉、三铝化钛粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、聚乙烯醇、二氧化锆溶胶溶、甲基纤维素、聚乙烯羧丁醛、造孔剂、环氧硅烷、马来酸酐接枝相容剂、磷石膏、丙烯酸型架桥剂、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化铝、稳定剂、苯乙烯；所述涂层由以下原料制成：铝粉、镍粉、钛粉、钼粉、钒粉、钇粉、镁粉、钴粉、铅粉、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、2，5‑二甲基‑2，5‑双(苯甲酰过氧)‑己烷、铂催化剂、粘结剂、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。本发明专利技术的材料孔隙均匀性好、强度大、量化轻，可有效提高汽车的行驶安全性。

Porous metal composite material for automobile

The invention discloses a porous metal composite with a new type of car is prepared from the following raw materials: substrate, coating; the substrate is prepared from the following raw materials: steel powder, aluminum powder, aluminum oxide three two three titanium powder, silicon carbide, silicon nitride, cordierite powder, quartz powder, polyvinyl alcohol, two oxidation zirconium sol solution, methyl cellulose, carboxymethyl polyvinyl butyraldehyde, pore forming agent, epoxy silane, maleated compatibilizer, phosphogypsum, acrylic acid, acrylate, crosslinking agent 701 powder, polyaluminium chloride, stabilizer, styrene; the coating is made of the following materials: aluminum powder, nickel powder, titanium powder, molybdenum powder vanadium powder, yttrium powder, magnesium powder, cobalt powder, lead powder, two azo isobutyrate (acrylic acid ethylene glycol ester), 2, 5 two methyl 2, 5 double (benzoyl peroxide) hexane, platinum catalyst, adhesive, epoxy acrylate Oxygen propyl trimethyl silane. The material of the invention has the advantages of good uniformity, high strength and light weight, and can effectively improve the driving safety of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，具体涉及一种新型汽车用多孔金属复合材料。
技术介绍
随着“节能环保”的理念越来越被社会广泛关注，轻量化也逐步应用到普通汽车领域，在提高操控性的同时还能有出色的节油表现。现有文献及专利报道，降低汽车重量的途径是在车身上大量使用轻型多孔材料，如铝、镁等合金多孔材料，聚氨酯夹心板材料，这些材料的制造成本较高。铝、镁等合金多孔材料只能采取本体金属热融发泡，不能象多孔铁、镍等金属可以在均匀性很强的多孔聚氨酯海绵表面采用电沉积工艺制备，因此泡沫铝或铝镁合金材料的孔隙均匀性极差，通孔与闭孔互相混合并存，无法有效起到汽车轻量化的作用；同时，孔隙的不均性也会造成材料的承受力不均匀。聚氨酯夹心板材料应用于汽车领域，其强度和阻燃性较差，严重影响汽车的行驶安全性。如何研制出高强度、轻量化的优质多孔金属复合材料仍是本领域的一大难题。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型汽车用多孔金属复合材料，以解决现有泡沫铝或铝镁合金材料的孔隙均匀性极差，通孔与闭孔互相混合并存，无法有效起到汽车轻量化的作用，同时，孔隙的不均性也会造成材料的承受力不均匀；聚氨酯夹心板材料应用于汽车领域，其强度和阻燃性较差，严重影响汽车的行驶安全性等问题。本专利技术制得的新型汽车用多孔金属复合材料的各项性能指标均优于同厚度、同规格的聚氨酯夹心板材料和铝镁合金泡沫材料，可以广泛应用于汽车领域；本专利技术制得的新型汽车用多孔金属复合材料孔隙均匀性好、强度大、量化轻，有效提高了汽车的行驶安全性。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种新型汽车用多孔金属复合材料，以重量为单位，由以下原料制成：基体185-355份、涂层10-15份；所述基体，以重量为单位，由以下原料制成：钢粉125-155份、三氧化二铝粉15-22份、三铝化钛粉14-18份、碳化硅粉12-16份、氮化硅粉10-14份、堇青石粉8-12份、石英粉8-10份、聚乙烯醇6-9份、二氧化锆溶胶溶4-8份、甲基纤维素3-5份、聚乙烯羧丁醛4-6份、造孔剂10-16份、环氧硅烷0.8-1.6份、马来酸酐接枝相容剂0.6-1.5份、磷石膏0.8-1.2份、丙烯酸型架桥剂0.6-1份、丙烯酸酯0.5-0.8份、701粉0.4-0.6份、聚合氯化铝0.4-0.6份、肪酸类稳定剂0.2-0.4份、苯乙烯0.2-0.3份；所述造孔剂以重量为单位，由以下原料制成：石蜡12-16份、硬脂酸10-15份、氯化钠6-8份、碳酸铵8-14份、尿素4-6份；所述环氧硅烷为偶联剂；所述磷石膏为安定剂；所述丙烯酸酯为调节剂；所述701粉为强化剂；所述聚合氯化铝为聚凝剂；所述苯乙烯为终止剂；所述涂层，以重量为单位，由以下原料制成：铝粉16-20份、镍粉14-18份、钛粉6-8份、钼粉4-5份、钒粉3-5份、钇粉2-4份、镁粉1-2份、钴粉1-2份、铅粉2-3份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.1-0.2份、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷0.3-0.5份、铂催化剂0.1-0.2份、粘结剂0.6-0.8份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.2-0.4份；所述偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯为引发剂；所述2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷为交联剂；所述粘结剂以重量为单位，由以下原料制成：聚乙烯醇10-14份、强甲基纤维素8-12份、聚氧化乙烯16-20份；所述环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为增粘剂；所述新型汽车用多孔金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将聚乙烯醇、二氧化锆溶胶溶、聚乙烯羧丁醛溶解在5-9倍于其总质量份数的水中，随后投入甲基纤维素，浸泡5-8h后在66-74℃下干燥至含水量≤8%，制得混合物Ⅰ；S2：将钢粉、三氧化二铝粉、三铝化钛粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔剂、环氧硅烷、马来酸酐接枝相容剂、磷石膏、丙烯酸型架桥剂、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化铝、肪酸类稳定剂、苯乙烯、400-700份水在微波功率为100-400W，温度为550-600℃，转速为200-500r/min下搅拌4-6h，接着所得物干燥至含水量≤8%，制得混合物Ⅱ；S3：将步骤S1制得的混合物Ⅰ与步骤S2制得的混合物Ⅱ在温度为220-250℃，转速为200-500r/min下搅拌1.5-2h，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的方孔筛余量≤0.12%，制得混合物Ⅲ；S4：将步骤步骤S3制得的混合物Ⅲ送入模具中，在压力为540-580MPa下压制成型，在氮气保护下以420-540℃的温度烧结4-8h，经自然冷却至室温，制得基体；S5：将铝粉、镍粉、钛粉、钼粉、钒粉、钇粉、镁粉、钴粉、铅粉在转速为200-300r/min下搅拌6-10min，制得混合物Ⅳ；S6：向步骤S5制得的混合物Ⅳ中加入偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷、铂催化剂、粘结剂、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率为200-400W，温度为180-220℃，转速为200-400r/min下搅拌1-2h，制得混合物Ⅴ；S7：采用1200-1400℃的喷涂温度将步骤S6制得的混合物Ⅴ均匀热喷涂在步骤S4制得的基体表面上，制得复合坯体；S8：将步骤S7制得的复合坯体使用平面磨床对喷涂层进行打磨，使其成为平面状态并完全覆盖基体多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的复合坯体；S9：将步骤S8制得的打磨好的复合坯体置于温度为1020-1100℃、有保护气体的热处理炉中进行热处理，保温时间为5-6h，经自然冷却至室温，制得新型汽车用多孔金属复合材料。进一步地，所述钢粉、三氧化二铝粉、三铝化钛粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、701粉的粒径均为5-100µm。进一步地，所述基体的厚度为2-45mm，开孔率为35%-92%，密度为850-1500g/m2。进一步地，所述铝粉、镍粉、钢粉、钛粉、钼粉、钒粉、钇粉、镁粉、钴粉、铅粉的粒径均为0.1-4µm。进一步地，所述涂层厚度为10-100µm。进一步地，步骤S9中所述保护气体为氮气、乙炔、氢气按体积比=60-70:28-36:2-4的混合气体。进一步地，所述保护气体为氮气、乙炔、氢气按体积比=70:28:2的混合气体。本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术制得的新型汽车用多孔金属复合材料的各项性能指标均优于同厚度、同规格的聚氨酯夹心板材料和铝镁合金泡沫材料，其中抗冲击强度达到了636.71MPa以上，抗拉强度达到了675.16 MPa 以上，硬度达到了281.27HRC以上，拉伸率达到了23.46%以上，吸音性达到了71.32dB以上，比钢度达到了172.42α/ρ以上，具有良好的机械性能和吸音性，可以广泛应用于汽车领域。（2）本专利技术制得的新型汽车用多孔金属复合材料孔隙均匀性好、强度大、量化轻，有效提高了汽车的行驶安全性。【具体实施方式】为便于更好地理解本专利技术，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。在实施例中，所述新型汽车用多孔金属复合材料，以重量为单位，由以下原料制成：基体185-355份、涂层10-15份；所述基体，以重量为单位，由以下原料制成：钢粉125-155份、三氧化二铝粉15-22份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型汽车用多孔金属复合材料，其特征在于，以重量为单位，由以下原料制成：基体185‑355份、涂层10‑15份；所述基体，以重量为单位，由以下原料制成：钢粉125‑155份、三氧化二铝粉15‑22份、三铝化钛粉14‑18份、碳化硅粉12‑16份、氮化硅粉10‑14份、堇青石粉8‑12份、石英粉8‑10份、聚乙烯醇6‑9份、二氧化锆溶胶溶4‑8份、甲基纤维素3‑5份、聚乙烯羧丁醛4‑6份、造孔剂10‑16份、环氧硅烷0.8‑1.6份、马来酸酐接枝相容剂0.6‑1.5份、磷石膏0.8‑1.2份、丙烯酸型架桥剂0.6‑1份、丙烯酸酯0.5‑0.8份、701粉0.4‑0.6份、聚合氯化铝0.4‑0.6份、肪酸类稳定剂0.2‑0.4份、苯乙烯0.2‑0.3份；所述造孔剂以重量为单位，由以下原料制成：石蜡12‑16份、硬脂酸10‑15份、氯化钠6‑8份、碳酸铵8‑14份、尿素4‑6份；所述涂层，以重量为单位，由以下原料制成：铝粉16‑20份、镍粉14‑18份、钛粉6‑8份、钼粉4‑5份、钒粉3‑5份、钇粉2‑4份、镁粉1‑2份、钴粉1‑2份、铅粉2‑3份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.1‑0.2份、2，5‑二甲基‑2，5‑双( 苯甲酰过氧)‑己烷0.3‑0.5份、铂催化剂0.1‑0.2份、粘结剂0.6‑0.8份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.2‑0.4份；所述粘结剂以重量为单位，由以下原料制成：聚乙烯醇10‑14份、强甲基纤维素8‑12份、聚氧化乙烯16‑20份；所述新型汽车用多孔金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将聚乙烯醇、二氧化锆溶胶溶、聚乙烯羧丁醛溶解在5‑9倍于其总质量份数的水中，随后投入甲基纤维素，浸泡5‑8h后在66‑74℃下干燥至含水量≤8%，制得混合物Ⅰ；S2：将钢粉、三氧化二铝粉、三铝化钛粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔剂、环氧硅烷、马来酸酐接枝相容剂、磷石膏、丙烯酸型架桥剂、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化铝、肪酸类稳定剂、苯乙烯、400‑700份水在微波功率为100‑400W，温度为550‑600℃，转速为200‑500r/min下搅拌4‑6h，接着所得物干燥至含水量≤8%，制得混合物Ⅱ；S3：将步骤S1制得的混合物Ⅰ与步骤S2制得的混合物Ⅱ在温度为220‑250℃，转速为200‑500r/min下搅拌1.5‑2h，投入球磨机中球磨处理，使所得物料的方孔筛余量≤0.12%，制得混合物Ⅲ；S4：将步骤步骤S3制得的混合物Ⅲ送入模具中，在压力为540‑580MPa下压制成型，在氮气保护下以420‑540℃的温度烧结4‑8h，经自然冷却至室温，制得基体；S5：将铝粉、镍粉、钛粉、钼粉、钒粉、钇粉、镁粉、钴粉、铅粉在转速为200‑300r/min下搅拌6‑10min，制得混合物Ⅳ；S6：向步骤S5制得的混合物Ⅳ中加入偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、2，5‑二甲基‑2，5‑双( 苯甲酰过氧)‑己烷、铂催化剂、粘结剂、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率为200‑400W，温度为180‑220℃，转速为200‑400r/min下搅拌1‑2h，制得混合物Ⅴ；S7：采用1200‑1400℃的喷涂温度将步骤S6制得的混合物Ⅴ均匀热喷涂在步骤S4制得的基体表面上，制得复合坯体；S8：将步骤S7制得的复合坯体使用平面磨床对喷涂层进行打磨，使其成为平面状态并完全覆盖基体多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的复合坯体；S9：将步骤S8制得的打磨好的复合坯体置于温度为1020‑1100℃、有保护气体的热处理炉中进行热处理，保温时间为5‑6h，经自然冷却至室温，制得新型汽车用多孔金属复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种新型汽车用多孔金属复合材料，其特征在于，以重量为单位，由以下原料制成：基体185-355份、涂层10-15份；所述基体，以重量为单位，由以下原料制成：钢粉125-155份、三氧化二铝粉15-22份、三铝化钛粉14-18份、碳化硅粉12-16份、氮化硅粉10-14份、堇青石粉8-12份、石英粉8-10份、聚乙烯醇6-9份、二氧化锆溶胶溶4-8份、甲基纤维素3-5份、聚乙烯羧丁醛4-6份、造孔剂10-16份、环氧硅烷0.8-1.6份、马来酸酐接枝相容剂0.6-1.5份、磷石膏0.8-1.2份、丙烯酸型架桥剂0.6-1份、丙烯酸酯0.5-0.8份、701粉0.4-0.6份、聚合氯化铝0.4-0.6份、肪酸类稳定剂0.2-0.4份、苯乙烯0.2-0.3份；所述造孔剂以重量为单位，由以下原料制成：石蜡12-16份、硬脂酸10-15份、氯化钠6-8份、碳酸铵8-14份、尿素4-6份；所述涂层，以重量为单位，由以下原料制成：铝粉16-20份、镍粉14-18份、钛粉6-8份、钼粉4-5份、钒粉3-5份、钇粉2-4份、镁粉1-2份、钴粉1-2份、铅粉2-3份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.1-0.2份、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷0.3-0.5份、铂催化剂0.1-0.2份、粘结剂0.6-0.8份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.2-0.4份；所述粘结剂以重量为单位，由以下原料制成：聚乙烯醇10-14份、强甲基纤维素8-12份、聚氧化乙烯16-20份；所述新型汽车用多孔金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将聚乙烯醇、二氧化锆溶胶溶、聚乙烯羧丁醛溶解在5-9倍于其总质量份数的水中，随后投入甲基纤维素，浸泡5-8h后在66-74℃下干燥至含水量≤8%，制得混合物Ⅰ；S2：将钢粉、三氧化二铝粉、三铝化钛粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔剂、环氧硅烷、马来酸酐接枝相容剂、磷石膏、丙烯酸型架桥剂、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化铝、肪酸类稳定剂、苯乙烯、400-700份水在微波功率为100-400W，温度为550-600℃，转速为200-500r/min下搅拌4-6h，接着所得物干燥至含水量≤8%，制得混合物Ⅱ；S3：将步骤S1制得的混合物Ⅰ与步骤S2制得的混合物Ⅱ在温度为220-250℃，转速为200-50...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，
申请(专利权)人：黄宇，
类型：发明
国别省市：广西;45