硅酸盐泡沫铝合金及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提出了一种硅酸盐泡沫铝合金及其制备工艺，包括以下百分含量制成：氨基粘土4‑6％、稀土氧化物0.3‑1％、氧化铝0.2‑1.5％、乙二胺四乙酸0.5‑0.6％、发泡剂6‑8％、碳化硅0‑5％、十二烷基二甲基氧化胺0.3‑0.6％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.1‑0.4％、余量为铝基合金，通过球磨、混合、焙烧、干燥、熔炼、冷却等步骤制成，制得的硅酸盐泡沫铝合金孔隙率大于88.9％，平均孔径为1.4‑1.7mm，且通过添加复合改性的氨基粘土和稀土元素，大大提高了泡沫铝合金的机械性能和加工性能，耐磨蚀、抗冲击性强，加工成型性好，压缩屈服强度大于34.6MPa，在酸性盐雾中一周无任何变化。

【技术实现步骤摘要】
硅酸盐泡沫铝合金及其制备工艺
本专利技术涉及泡沫铝合金制备
，具体涉及一种硅酸盐泡沫铝合金及其制备工艺。
技术介绍
泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺制成的含有大量闭合空隙的铝基金属材料，同时兼有金属和气泡特征，特点是密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高，可进行表面涂装，广泛应用于交通运输、建筑机械、电子通讯、航空航天、环境保护等多个领域。目前制备泡沫铝的方法多种多样，针对闭孔泡沫铝来说常见的有熔体发泡法、粉末冶金法、注气发泡法，最具商业价值的泡沫铝制备工艺是熔体发泡法，可以生产大尺寸且具有规则孔洞结构的闭孔泡沫铝。泡沫金属的结构性与功能性在很大程度上取决于孔洞结构的均匀性，因此获得孔洞结构均匀的泡沫金属是近年来人们研究的热点。另外，泡沫铝材作为新型的功能材料和结构材料，对其耐磨性、耐高温强度、抗蠕变强度及加工性能的要求也越来越高，因此，开发出一种功能结构一体化的新型泡沫铝合金有着身份重大的现实意义。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提出了一种硅酸盐泡沫铝合金及其制备工艺，通过球磨、混合、焙烧、干燥、熔炼、冷却等步骤制成，制得的硅酸盐泡沫铝合金孔隙率大于82.6％，平均孔径为1.4-1.7mm，且通过添加复合改性的氨基粘土和稀土元素，大大提高了泡沫铝合金的机械性能和加工性能，耐磨蚀、抗冲击性强，加工成型性好，压缩屈服强度大于34.6MPa，在酸性盐雾中一周无任何变化。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：硅酸盐泡沫铝合金，包括以下百分含量制成：氨基粘土4-6％、稀土氧化物0.3-1％、氧化铝0.2-1.5％、乙二胺四乙酸0.5-0.6％、发泡剂6-8％、碳化硅0-5％、十二烷基二甲基氧化胺0.3-0.6％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.1-0.4％、余量为铝基合金。优选的，硅酸盐泡沫铝合金，包括以下百分含量制成：氨基粘土5-6％、稀土氧化物0.7-1％、氧化铝1-1.5％、乙二胺四乙酸0.55-0.6％、发泡剂7-8％、增粘剂3-5％、十二烷基二甲基氧化胺0.5-0.6％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.3-0.4％、余量为铝基合金。优选的，所述稀土氧化物为质量比1:1.5-2的氧化镧和氧化铈的组合物。优选的，所述发泡剂为摩尔比1:0.5-0.8的氢化钛和碳酸钙的组合物。优选的，硅酸盐泡沫铝合金的制备工艺，步骤如下：1)按比例称取原料，将发泡剂进行热处理，备用；2)先将稀土氧化物置于球磨机中球磨1-1.5h，然后将氧化铝、乙二胺四乙酸加入其中继续球磨至粒径小于25μm，取出后送入回转窑焙烧2-4h，然后粉碎过800目筛，得稀土粉料；3)向氨基粘土中加入适量水调成稀糊状，然后将十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二甲基胺乙内酯加入其中，加热至40-45℃，搅拌0.5-1.5h，然后再将稀土粉料加入其中，调节温度为80-100℃，搅拌3-4h，得湿混料；4)将湿混料在60℃条件下真空干燥，并粉碎过500目筛，得干混料；5)将铝基合金加热至熔融，然后将干混料、发泡剂、碳化硅加入其中，搅拌3-5min后，保温10-15min，然后调节温度至720-740℃，搅拌1-2min，保温10min，然后室温条件下冷却得泡沫铝合金预制体；6)将泡沫铝合金预制体经固溶、时效处理，即得本专利技术硅酸盐泡沫铝合金。优选的，步骤1)中热处理具体为将发泡剂置于温度480-500℃，惰性气体氛围下加热30-40min。优选的，步骤2)中回转炉焙烧温度为1280℃。优选的，步骤6)中固溶温度为620℃，时效温度为200℃，时效处理时间为3-4h。由于采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过球磨、混合、焙烧、干燥、熔炼、冷却等步骤制成，制得的硅酸盐泡沫铝合金孔隙率大于82.6％，平均孔径为1.4-1.7mm，且通过添加复合改性的氨基粘土和稀土元素，大大提高了泡沫铝合金的机械性能和加工性能，耐磨蚀、抗冲击性强，加工成型性好，压缩屈服强度大于34.6MPa，在酸性盐雾(4％氯化钠+醋酸，pH值为4.5)中一周无任何变化。将稀土氧化物在氧化铝的助熔下经乙二胺四乙酸激发作用，生成相应的稀土-铝盐，研磨后以氨基粘土作为基材共混改性，一方面提高分散效果，以分子间键合以及层间插层提高结合力，另一方面，氨基粘土、稀土元素具有优异的机械性能，提高了泡沫铝合金的高温强度、耐磨性、抗冲击性及尺寸稳定性等，改善了综合性能。且氨基粘土具有增粘效果，可减少增粘剂的添加量。以氢化钛、碳酸钙组合物为发泡剂，先在熔融较低温度下氢化钛进行发泡，产生的泡孔孔径较大，然后升温令碳酸钙进行发泡，递进发泡，提高了发泡效果，且碳酸钙发泡可控性强，有利于改善发泡均匀度，缩小发泡孔径。另外，将发泡剂提前进行预处理有利于避免发泡剂发泡速率过快、过集中的问题，提高孔隙的均匀度。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：硅酸盐泡沫铝合金，包括以下百分含量制成：氨基粘土4.5％、稀土氧化物0.6％、氧化铝1.2％、乙二胺四乙酸0.52％、发泡剂6.5％、碳化硅1％、十二烷基二甲基氧化胺0.4％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.2％、余量为铝基合金。其中，稀土氧化物为质量比1:1.8的氧化镧和氧化铈的组合物，发泡剂为摩尔比1:0.6的氢化钛和碳酸钙的组合物。硅酸盐泡沫铝合金的制备工艺，步骤如下：1)按比例称取原料，将发泡剂置于温度480℃，惰性气体氛围下加热35min，备用；2)先将稀土氧化物置于球磨机中球磨1.2h，然后将氧化铝、乙二胺四乙酸加入其中继续球磨至粒径小于25μm，取出后送入回转窑中以1280℃焙烧3h，然后粉碎过800目筛，得稀土粉料；3)向氨基粘土中加入适量水调成稀糊状，然后将十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二甲基胺乙内酯加入其中，加热至40℃，搅拌0.8h，然后再将稀土粉料加入其中，调节温度为80℃，搅拌3.5h，得湿混料；4)将湿混料在60℃条件下真空干燥，并粉碎过500目筛，得干混料；5)将铝基合金加热至熔融，然后将干混料、发泡剂、碳化硅加入其中，搅拌3-5min后，保温10min，然后调节温度至720℃，搅拌1-2min，保温10min，然后室温条件下冷却得泡沫铝合金预制体；6)将泡沫铝合金预制体经固溶、时效处理，固溶温度为620℃，时效温度为200℃，时效处理时间为3.5h，即得本专利技术硅酸盐泡沫铝合金。实施例2：硅酸盐泡沫铝合金，包括以下百分含量制成：氨基粘土5％、稀土氧化物0.5％、氧化铝1.5％、乙二胺四乙酸0.5％、发泡剂8％、碳化硅2％、十二烷基二甲基氧化胺0.6％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.4％、余量为铝基合金。其中，稀土氧化物为质量比1:1.5的氧化镧和氧化铈的组合物，发泡剂为摩尔比1:0.5的氢化钛和碳酸钙的组合物。硅酸盐泡沫铝合金的制备工艺，步骤如下：1)按比例称取原料，将发泡剂置于温度490℃，惰性气体氛围下加热35本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅酸盐泡沫铝合金，其特征在于，包括以下百分含量制成：氨基粘土4‑6％、稀土氧化物0.3‑1％、氧化铝0.2‑1.5％、乙二胺四乙酸0.5‑0.6％、发泡剂6‑8％、碳化硅0‑5％、十二烷基二甲基氧化胺0.3‑0.6％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.1‑0.4％、余量为铝基合金。

【技术特征摘要】
1.硅酸盐泡沫铝合金，其特征在于，包括以下百分含量制成：氨基粘土4-6％、稀土氧化物0.3-1％、氧化铝0.2-1.5％、乙二胺四乙酸0.5-0.6％、发泡剂6-8％、碳化硅0-5％、十二烷基二甲基氧化胺0.3-0.6％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.1-0.4％、余量为铝基合金。2.根据权利要求1所述的硅酸盐泡沫铝合金，其特征在于，包括以下百分含量制成：氨基粘土5-6％、稀土氧化物0.7-1％、氧化铝1-1.5％、乙二胺四乙酸0.55-0.6％、发泡剂7-8％、增粘剂3-5％、十二烷基二甲基氧化胺0.5-0.6％、十二烷基二甲基胺乙内酯0.3-0.4％、余量为铝基合金。3.根据权利要求1或2所述的硅酸盐泡沫铝合金，其特征在于：所述稀土氧化物为质量比1:1.5-2的氧化镧和氧化铈的组合物。4.根据权利要求1或2所述的硅酸盐泡沫铝合金，其特征在于：所述发泡剂为摩尔比1:0.5-0.8的氢化钛和碳酸钙的组合物。5.根据权利要求1或2所述的硅酸盐泡沫铝合金的制备工艺，其特征在于，步骤如下：1)按比例称取原料，将发泡剂进行热处理，备用；2)先将稀土氧化物置于球磨机中球磨1-1.5h，然后将氧化铝、乙二胺四乙酸加入其中继续球磨至粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明璋，
申请(专利权)人：吴明璋，
类型：发明
国别省市：浙江,33