一种制备泡沫锌铝合金的负压铸造法制造技术

本发明专利技术公开的一种制备泡沫锌铝合金的负压铸造法，按以下步骤进行：将工业食盐去结晶水处理，破碎成颗粒；制备锌铝合金溶液，控制锌铝合金熔体渗流温度为４５０℃～５５０℃；将食盐颗粒倒入模具中紧实，把装有食盐颗粒的模具的一端插入锌铝合金熔体中，模具的另一端通过真空管与真空罐相连接，抽真空使真空罐的真空度达到－０．０１～－０．０８ＭＰａ，使锌铝合金熔体在负压下渗流；渗流结束、锌铝合金凝固后，取出食盐颗粒与锌铝合金的复合体，除去食盐颗粒，即得到泡沫锌铝合金。该方法使渗流在负压下进行，克服了由于铝的表面张力较大，熔融后向颗粒间隙的充较为困难的问题，制备得到泡沫锌铝合金新材料，应用范围更加广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料制备
，涉及一种泡沫锌铝合金的制备方法，具体涉及一种制备泡沫锌铝合金的负压铸造法。
技术介绍
泡沫金属全称多孔泡沫金属材料，是指内部有大量气孔(一般孔隙率θ＞0.4)的金属。它具有比重小、比表面大、能量吸收性好、导热率低(闭孔体)、换热散热能力高(通孔体)、吸声性好(通孔体)、渗透性优(通孔体)、电磁波吸收性好(通孔体)、阻焰、隔热、减震、阻尼、气敏等特点，尤其是泡沫铝已经被应用于航天、航空、运输、环保、能源、交通、消声减震、生物等各种高科技领域。而以锌为基体材料的Zn-Al合金是典型的超塑性阻尼合金，具有高阻尼的性能，若将其制作成泡沫，将会使其具有更好的阻尼的性能，具有很广泛的用途。泡沫金属的制备方法很多，有铸造法、粉末冶金法、金属沉积法、烧结法、熔融金属发泡法和共晶定向凝固法等，其中铸造法具有生产工艺简单、成本低，可获得高的孔隙率且孔径均匀、通孔性好，便于工业推广应用等优点。但这种方法制备泡沫Zn-Al合金时，由于它的表面张力较大，使熔融金属向颗粒间隙的填充较困难，常规的铸造法很难满足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备泡沫锌铝合金的负压铸造法，解决了普通铸造法制备Zn-Al合金时，熔融金属向填料粒子中渗流困难的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种制备泡沫锌铝合金的负压铸造法，以食盐为孔隙预制体，以锌铝合金为基体材料，使泡沫锌铝合金的制备在负压状态下进行，该方法按以下步骤进行a.将工业食盐融化、去结晶水处理，凝固后将其破碎成颗粒，置于球磨机中进行球磨，然后筛分成粒径为0.1～1.0mm的颗粒；b.制备锌铝合金溶液，控制锌铝合金熔体渗流温度为450℃～550℃；c.将上述处理后的食盐颗粒倒入模具中紧实，在450℃～550℃区间预热，把装有食盐颗粒的模具的一端插入到上述锌铝合金熔体中，把模具的另一端通过真空管与真空罐相连接，抽真空使真空罐的真空度达到-0.01～-0.08Mpa，使锌铝合金熔体在负压下渗流10～40秒；d.待渗流结束，锌铝合金凝固后，取出食盐颗粒与锌铝合金的复合体，除去食盐颗粒，即得到泡沫锌铝合金。本专利技术的特点还在于，球磨机的转速控制为50转/分，球料比为1∶10，球径为6mm，球磨时间1～2小时。本专利技术以食盐为孔隙预制体，以锌铝合金为基体材料，通过抽真空产生负压，并向熔融金属施加负压以促进其向填料粒子中渗流，克服了由于Zn-Al合金的表面张力大，熔融后向颗粒间隙的填充较为困难的问题，同时可以制备出孔径不同、孔隙均匀分布的通孔泡沫锌铝合金，高的阻尼性能使其应用范围更加广泛；此方法也适用于其他表面张力较大的金属。附图说明图1是本专利技术的工作流程示意图； 图2是提供一种本专利技术方法中采用的负压装置示意图。图中，1.真空泵，2.真空罐，3.电阻炉，4.压力表，5.阀，6.真空管，7.模具。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的制备泡沫锌铝合金的负压铸造法，按以下步骤进行第一步，将工业食盐在800℃以上温度融化、去除结晶水处理，凝固后将其破碎成颗粒，置于球磨机中进行球磨1～2小时，去除尖角，控制球磨机的转速为50转/分，球料比为1∶10，球径为6mm，筛分成粒径为0.1～1.0mm的颗粒；第二步，制备锌铝合金溶液，控制锌铝合金熔体的渗流温度为450℃～550℃；第三步，将处理后的食盐颗粒倒入模具中紧实，在450℃～550℃区间预热，把装有食盐颗粒的模具的一端插入到上述锌铝合金熔体中，把模具的另一端连接到负压装置，抽真空使真空罐的真空度达到-0.01～-0.08Mpa，使锌铝合金熔体在负压下渗流10～40秒；待渗流结束，锌铝合金凝固后，取出食盐颗粒与锌铝合金的复合体，除去食盐颗粒，即可以制备出孔径为0.1～1.0mm、孔隙率为60％～90％的通孔泡沫锌铝合金。图2提供了一种本专利技术方法所使用的负压渗流装置，工作时，将真空泵1打开，对真空罐2抽真空，通过阀5和真空压力表4来控制真空罐2的真空度，达到要求的真空度后，将模具7通过真空管6连接到真空罐2，模具7上装满食盐的一端在恒定的负压下插入电阻炉3的金属液中开始渗流。实施例l将工业食盐在850℃熔化、去结晶水处理，凝固后将其破碎成颗粒，然后在转速为50转/分的球磨机上球磨，球料比为1∶10，球径为6mm，球磨时间1.5小时；选取颗粒直径为0.1mm食盐颗粒22g，将其倒入模具7中，打开真空泵1，在负压下紧实，在550℃预热；将155g铝块放入坩埚，在电阻炉3中加热至融化，再将419g锌块加入到坩埚中，制备出Zn-27％Al合金溶液，保持Zn-27％Al合金熔体渗流温度为550℃；然后将装有食盐颗粒的模具7插入到Zn-27％Al锌铝合金熔体中，Zn-27％Al锌铝合金熔体在-0.08MPa的负压下渗流，渗流时间为10秒，待Zn-27％Al合金凝固后，取出食盐颗粒与Zn-27％Al合金的复合体，称重为62g，通过水煮除去食盐颗粒，即获得质量为40g，孔径为0.1mm、孔隙率90％的通孔泡沫Zn-27％Al合金。实施例2将工业食盐在820℃融化、去结晶水处理，凝固后将其破碎成颗粒，然后在转速为50转/分的球磨机上球磨，球料比为1∶10，球径为6mm，球磨时间1小时；选取颗粒直径为0.5mm的食盐颗粒21g，将其装入模具7中，打开真空泵1，在负压下紧实，在500℃预热；将96.5g铝块放入坩埚，在电阻炉3中加热至熔化，再将342g锌块加入到坩埚中，制备出Zn-22％Al合金溶液，保持Zn-22％Al合金熔体渗流温度为500℃；然后将装有食盐颗粒的模具7插入到Zn-22％Al锌铝合金熔体中，Zn-22％Al锌铝合金熔体在-0.06MPa的负压下渗流，渗流时间为30秒，待Zn-22％Al合金凝固后，取出食盐颗粒与Zn-22％Al合金的复合体，称重为61g，通过水煮除去食盐颗粒，即获得质量为40g，孔径为0.5mm、孔隙率87％的通孔泡沫Zn-22％Al合金。实施例3将工业食盐在900℃熔化、去结晶水处理，凝固后将其破碎成颗粒，在转速为50转/分的球磨机上球磨，球料比为1∶10，球径为6mm，球磨时间2小时，选取颗粒直径为1.0mm的食盐颗粒19g，将其装入模具7中，打开真空泵1，在负压下紧实，在450℃预热；将Zn-5％Al合金熔化，保持Zn-5％Al合金熔体渗流温度为450℃；然后将装有食盐颗粒的模具7插入到Zn-5％Al锌铝合金熔体中，Zn-5％Al锌铝合金熔体在-0.01Mpa的负压下渗流，渗流时间为40秒，待Zn-5％Al合金凝固后，取出食盐颗粒与Zn-5％Al合金的复合体，通过水煮除去食盐颗粒，即获得孔径为1.0mm、孔隙率80％的通孔泡沫Zn-5％Al合金。以上实施例制备出的泡沫锌铝合金参数如下 权利要求1.一种制备泡沫锌铝合金的负压铸造法，以食盐为孔隙预制体，以锌铝合金为基体材料，使泡沫锌铝合金的制备在负压状态下进行，其特征在于，该方法按以下步骤进行a.将工业食盐融化、去结晶水处理，凝固后将其破碎成颗粒，置于球磨机中进行球磨，然后筛分成粒径为0.1～1.0mm的颗粒；b.制备锌铝合金溶液，控制锌铝合金熔体渗流温度为450℃～550℃；c.将上述处理后的食盐颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备泡沫锌铝合金的负压铸造法，以食盐为孔隙预制体，以锌铝合金为基体材料，使泡沫锌铝合金的制备在负压状态下进行，其特征在于，该方法按以下步骤进行：ａ．将工业食盐融化、去结晶水处理，凝固后将其破碎成颗粒，置于球磨机中进行球磨，然后筛 分成粒径为０．１～１．０ｍｍ的颗粒；ｂ．制备锌铝合金溶液，控制锌铝合金熔体渗流温度为４５０℃～５５０℃；ｃ．将上述处理后的食盐颗粒倒入模具中紧实，在４５０℃～５５０℃区间预热，把装有食盐颗粒的模具的一端插入到上述锌铝合金熔体 中，把模具的另一端通过真空管与真空罐相连接，抽真空使真空罐的真空度达到－０．０１～－０．０８Ｍｐａ，使锌铝合金熔体在负压下渗流１０～４０秒；ｄ．待渗流结束，锌铝合金凝固后，取出食盐颗粒与锌铝合金的复合体，除去食盐颗粒，即得到泡沫锌铝 合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁淑华，王海滨，范志康，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]