泡沫金属夹层板及泡沫金属的铸轧连续生产方法技术

泡沫金属夹层板及泡沫金属的铸轧连续生产方法，属于多孔泡沫金属材料的制备领域。将增粘、加发泡剂后的金属熔体在铸轧机上进行连续铸轧得到先驱体，再将其加热发泡得到要求的泡沫金属夹层板或泡沫金属。被铸轧的金属是处于半固态状态，具有能耗低、夹层板净成型加工、板－芯冶金结合强度高、结构可控、成本低的特点，可以在同一生产线上实现泡沫金属夹层板及泡沫金属的规模化、连续化生产。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及一种泡沫金属夹层板(表面为金属板，芯部为泡沫金属的板材)及泡沫金属的制备、连续生产方法，属于多孔泡沫金属材料制备领域。目前，公知的泡沫金属夹层板的制备过程是通过以下两种方法(1)粉末轧制获得粉末板，粉末板再与金属板复合后进行发泡而得；(2)用其他方法获得的泡沫金属加工为板材，再与金属板进行连接而得。该两种方法都存在(1)制备工艺周期长；(2)泡沫金属与金属板的结合不理想的两个缺陷。与公知技术相比，本专利技术的夹层板的技术特点在于1)在铸轧复合时，由于两种纯净液态金属短暂的相互接触熔结，避免了金属的表面氧化问题，快速冷却到半固态时在压力作用下进行半固态轧制，可形成牢固而细小组织的冶金结合，提高板-芯的结合强度；2)由于采用了半固态的铸轧方法，降低了能耗；3)板芯复合先驱体的一次性成型，实现了短流程净成型加工，可实现规模化、连续化工业生产；4)由于夹层板的面板是直接由液态金属制备而来，从而降低了成本。公知的泡沫金属的制备过程主要有(1)粉末冶金发泡法；(2)熔体发泡法而得。该两种方法中，目前最具有工业应用前景的是熔体发泡法，该方法的研究已经基本成熟，但该方法的规模化、连续化生产还处于探索阶段。铸轧法制备泡沫金属夹层板及泡沫金属是在泡沫金属熔体及粉体发泡、轧制复合、金属半固态加工技术的基础上获得的，具有泡沫金属(近)净型制备加工的特点，可实现泡沫金属夹层板及泡沫金属的低成本、连续化工业生产，具有很好的市场应用前景。泡沫金属夹层板是一种三层结构的复合板材，其芯部为泡沫金属、两个外表面为金属板。铸轧-发泡法生产泡沫金属夹层板的工艺过程为用两种不同的金属，分别熔化后在铸轧机上进行复合铸轧得到夹层板先驱体，将该轧制先驱体加热发泡后，得到要求的整体型金属夹层板。铸轧-发泡法生产泡沫金属的工艺过程为单一金属熔化后在铸轧机上进行铸轧得到泡沫金属先驱体，将先驱体加热发泡后，得到要求的泡沫金属。采用铸轧的生产方法，其优点是能够实现生产过程的连续化。本专利技术中，夹层板先驱体或泡沫金属先驱体是通过铸轧的方法进行生产的，因此，将实现了连续化铸轧生产的夹层板先驱体或泡沫金属先驱体直接送入保温发泡炉进行发泡处理，即可得到连续的夹层板或泡沫金属产品，从而实现夹层板或泡沫金属的整个生产过程的连续化。以上的泡沫金属夹层板及泡沫金属采用同样的工艺及设备配置进行生产，所不同的是泡沫金属夹层板在铸轧时进行的是复合铸轧-发泡，而泡沫金属则是单一金属的铸轧-发泡，使用2档板、4档板分别可以轧制泡沫金属先驱体、泡沫金属夹层板先驱体。(2)主要设备1)感应加热炉；2)专用立式铸轧机；3)保温发泡炉；4)叶片搅拌器。(3)技术条件1)夹层板泡沫金属芯及泡沫金属用金属原料(发泡用金属原料)铝、铝合金中的一种；2)夹层板面板用金属原料铝、铜、铜合金、钢中的一种；3)增粘剂金属钙(粒度0.5-3毫米)、碳化硅(粒度100-500目)、铝硅合金粉(粒度100-500目)中的一种，比例(占发泡用金属原料量的质量百分比)金属钙1-4％，碳化硅1-5％，铝硅合金1-6％；4)发泡剂氢化钛(粒度100-500目)、碳酸钙中的一种(粒度100- 500目)，比例(占发泡金属原料量的质量百分比)氢化钛0.5-3％，碳酸钙0.8-5％；5)金属熔化温度高于所用金属熔点50-300℃；6)增粘搅拌条件转速300-1000转/分钟，时间2-20分钟，温度550-750℃；7)发泡剂均匀混合搅拌条件转速400-2000转/分钟，时间20-300秒，温度550-750℃；8)铸轧机形式两辊立式；9)立式铸轧机由档板1、和一对轧辊2组成，轧制力1-100吨，轧辊直径50-800毫米，辊缝5-30毫米，轧辊辊身长200-1600毫米，轧辊冷却强度1℃/秒-100℃/秒，轧后强制冷却强度5℃/秒-200℃/秒，制轧速度10毫米/分钟-100米/分钟，档板材料陶瓷。当轧辊转动时，金属液在档板、重力和轧辊摩擦力的作用下咬入轧辊，同时进行冷却，在半固态状态下进行连续轧制，获得夹层板或泡沫金属的发泡先驱体；10)发泡条件发泡温度，高于(夹层板芯)金属熔点20-200℃；发泡时间1-30分钟；11)感应加热炉加热温度不低于1600℃，容量5-100公斤；12)保温发泡炉加热温度不低于1100℃，炉膛尺寸(根据产量及产品尺寸)可选；13)搅拌器叶片式，最大转速3000转/分钟，叶片尺寸以坩埚尺寸匹配；14)设备配置原则依据连续生产时，进、出物流量相等的原则进行配置。3、与公知技术相比，本专利技术具备的优点及积极效果(1)可低成本、一次性短流程、净成型地实现了板-芯结合强度好、结构可控的泡沫金属夹层板的连续生产；(2)可以在同一生产线上实现泡沫金属夹层板和泡沫板的规模化、连续生产，适应性强。权利要求1.一种泡沫金属夹层板铸轧连续生产方法，其特征在于1)工艺流程用两种不同金属，分别熔化后在铸轧机上进行复合铸轧得到夹层板先驱体，将该先驱体发泡后，得到整体形金属夹层板；2)技术条件(1)夹层板泡沫金属蕊用金属原料是铝、铝合金中之一；(2)夹层板板面用金属原料是铝、铜、铜合金、钢中之一；(3)增粘剂是金属钙(粒度0.5-3mm)，碳化硅(粒度100-500目)，铝硅合金粉中之一；用量占发泡用金属原料量的质量百分比；金属钙1-4％、碳化硅1-5％、铝硅合金1-6％；(4)发泡剂是氢化钛(粒度100-500目)、碳酸钙中的一种(粒度100-500目)，用量占金属原料量的质量百分比氢化钛0.5-3％，碳酸钙0.8-5％；(5)原料金属的熔化温度高于所用金属熔点50-300℃；(6)增粘剂搅拌条件转速300-1000转/分，时间2-20分钟，温度550～750℃；(7)发泡均匀混合搅拌条件转速400-2000转/分，时间20～300秒，温度550-750℃；(8)采用两轮立式4挡板铸轧机铸轧，其由档板和一对带冷却水的轧辊组成，轧制力1-100吨，轧辊直径50-800毫米，辊缝5-30毫米，轧辊辊身长200-1600毫米，轧辊冷却强度1℃/秒-100℃/秒，轧后强制冷却强度5℃/秒-200℃/秒，制轧速度10毫米/分钟-100米/分钟，档板材料为陶瓷，当轧辊转动时，金属液在档板、重力和轧辊摩擦力的作用下咬入轧辊，同时进行冷却，在半固态状态下进行连续轧制，获得夹层板或泡沫金属的发泡先驱体；(9)发泡条件发泡温度，高于夹层板芯金属熔点20-200℃，发泡时间1-30分钟；(10)感应加热炉加热温度不低于1600℃，容量5-100公斤；(11)保温发泡加热温度不低于1100℃；(12)搅拌搅拌均匀；(13)设备配置原则依据连续生产时，进、出物流量相等的原则进行配置。2.一种泡沫金属的铸轧连续生产方法，其特征在于1)工艺流程单一的金属熔化后，在铸轧机上进行铸轧得到泡沫金属先驱体，将先驱体加热发泡后，得到要求的泡沫金属；2)技术条件除采用二档板立式铸轧机铸轧外，其余条件和权利要求1铸轧泡沫金属夹层板的技术条件相同。3.根据权利要求1所述的泡沫金属夹层板的铸轧方法，其特征是两板面用铝、泡沫金属蕊用AlSi6铝合金。4.根据权利要求1所述的泡沫金属夹层板铸轧方法，其特征在于两板面用45钢，泡沫金属蕊用纯铝为原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡沫金属夹层板铸轧连续生产方法，其特征在于：１）工艺流程：用两种不同金属，分别熔化后在铸轧机上进行复合铸轧得到夹层板先驱体，将该先驱体发泡后，得到整体形金属夹层板；２）技术条件（１）夹层板泡沫金属蕊用金属原料是铝、铝合金中之一；（２）夹层板板面用金属原料是铝、铜、铜合金、钢中之一；（３）增粘剂是金属钙（粒度０．５－３ｍｍ），碳化硅（粒度１００－５００目），铝硅合金粉中之一；用量占发泡用金属原料量的质量百分比：金属钙１－４％、碳化硅１－５％、铝硅合金１－６％；（４）发泡剂是氢化钛（粒度１００－５００目）、碳酸钙中的一种（粒度１００－５００目），用量占金属原料量的质量百分比：氢化钛０．５－３％，碳酸钙０．８－５％；（５）原料金属的熔化温度：高于所用金属熔点５０－３００℃；（６）增粘剂搅拌条件：转速３００－１０００转／分，时间２－２０分钟，温度５５０～７５０℃；（７）发泡均匀混合搅拌条件：转速４００－２０００转／分，时间２０～３００秒，温度５５０－７５０℃；（８）采用两轮立式４挡板铸轧机铸轧，其由档板和一对带冷却水的轧辊组成，轧制力１－１００吨，轧辊直径５０－８００毫米，辊缝５－３０毫米，轧辊辊身长２００－１６００毫米，轧辊冷却强度１℃／秒－１００℃／秒，轧后强制冷却强度５℃／秒－２００℃／秒，制轧速度１０毫米／分钟－１００米／分钟，档板材料为陶瓷，当轧辊转动时，金属液在档板、重力和轧辊摩擦力的作用下咬入轧辊，同时进行冷却，在半固态状态下进行连续轧制，获得夹层板或泡沫金属的发泡先驱体；（９）发泡条件：发泡温度，高于夹层板芯金属熔点２０－２００℃，发泡时间１－３０分钟；（１０）感应加热炉：加热温度不低于１６００℃，容量５－１００公斤；（１１）保温发泡：加热温度不低于１１００℃；（１２）搅拌：搅拌均匀；（１３）设备配置原则：依据连续生产时，进、出物流量相等的原则进行配置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左孝青，周芸，史庆南，孙加林，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]