一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法，包括具体步骤如下：将铝在发泡坩埚中熔化；将发泡剂加入铝熔体中，同时进行搅拌，发泡剂在熔体中产气使得熔体泡沫化；将铝熔体泡沫倒入不锈钢模具中，利用铝熔体泡沫的流动性能将模具填充；在模具中将铝溶体冷却凝固，形成大尺寸胞状铝块材，本发明专利技术适用于胞状铝块材生产，通过本发明专利技术方法制备得到的大尺寸胞状铝块材具有质轻、较高的比强度、比刚度、好的能量吸收吸能、好的隔音性能和电磁屏蔽性能，其材料中的物质对人体和环境无害，应用领域广泛，可百分之百回收利用，环保性高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法


[0001]本专利技术属于泡沫金属
，具体是一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法。

技术介绍

[0002]根据孔洞在基体铝中的存在形式，可将泡沫金属分为两类：一类是孔洞之间相互连通的多孔铝（亦成为开孔铝），另一类是孔洞之间相互隔离的胞状铝（亦称为闭孔铝）；多孔铝的孔隙率较低，一般为60～70％，通常的制备方法为渗流法；胞状铝的孔隙率可较高，一般为80～90％，制备方法通常有熔体发泡法、吹气发泡法和粉末冶金法；其中熔体发泡法因其设备简单，成本较低等特点，成为规模化生产的首选工艺；所谓“熔体发泡法”制备胞状铝的流程是：（i）将一定量的铝（如1Kg）熔化并在一定温度下保温；（ii）通过搅拌向铝熔体中加入增粘剂，使其粘度增加；（iii）在强力搅拌下（~1000rpm），加入发泡剂（一般是铝质量的1~2%），此时，发泡剂在铝熔体中产气，铝熔体开始发泡，该过程所处的时间段称为搅拌发泡阶段，其持续时间定义为搅拌发泡时间；（iv）搅拌发泡阶段结束后，快速提出搅拌桨，保留在炉中的铝熔体泡沫应继续长大直至形成一定的胞状结构，该过程所处的时间段称为保温发泡阶段，其持续时间定义为保温发泡时间；（v）将铝熔体泡沫冷却凝固后即可获得胞状铝；在此过程中，搅拌发泡阶段和保温发泡阶段铝熔体泡沫所处的温度定义为发泡温度，搅拌发泡时间和保温发泡时间之和称为发泡时间；在胞状铝的制备中，增粘剂多采用工业钙颗粒、Al2O3或SiC粉末；由于氢化钛的分解产气温度与铝熔体的熔化温度相匹配，因此，发泡剂多采用氢化钛（TiH2），利用氢化钛在铝熔体中分解产生氢气并形成气泡获取相应的胞状结构；用氢化钛为发泡剂制备的胞状铝的孔隙率和孔径具有正相关性，及样品的孔隙率高（如85%），所对应的孔径就大（4mm），反之，样品的孔隙率低（如60%），所对应的孔径就小（<1mm）；目前，用熔体发泡法制备泡沫铝时大多选用氢化钛作为发泡剂，但是氢化钛较为昂贵，并且氢化钛高温分解速度快，气泡形成迅速，容易上浮、破碎或合并，形成的气孔粗大；因此，为了让气体能够稳定地留在熔体中，往往要向熔体中加入陶瓷颗粒增粘，但是增粘剂的加入会提高泡沫铝的制备成本，同时熔体增粘需要一定的增粘时间。
[0003]
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法，具体步骤如下：（S1）、将铝在发泡坩埚中熔化；（S2）、将发泡剂加入铝熔体中，同时进行搅拌，发泡剂在熔体中产气使得熔体泡沫
化；（S3）、将铝熔体泡沫倒入不锈钢模具中，利用铝熔体泡沫的流动性能将模具填充；（S4）、在模具中将铝溶体冷却凝固，形成大尺寸胞状铝块材。
[0006]优选的，所述步骤（S2）中发泡剂采用氢化钛或碳酸钙。
[0007]优选的，当步骤（S2）中的发泡剂采用氢化钛时，在所述步骤（S1）之后需要对发泡干锅中的铝熔体中加入增粘剂，所述增粘剂采用金属钙颗粒。
[0008]优选的，所述步骤（S2）中加入发泡剂时，通过搅拌浆对铝熔体进行搅拌，所述搅拌浆的转速为800rpm。
[0009]优选的，当所述发泡剂采用碳酸钙粉末时，在所述步骤（S1）的铝熔体中添加金属镁。
[0010]有益效果：通过本专利技术方法制备得到的大尺寸胞状铝块材具有质轻、较高的强度、刚度、好的能量吸收吸能、好的隔音性能和电磁屏蔽性能，其材料中的物质对人体和环境无害，应用领域广泛，可百分之百回收利用，环保性高。
[0011]附图说明
[0012]图1是本专利技术的整体工艺流程框图。
具体实施方式
[0013]以下结合附图1，进一步说明本专利技术一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法的具体实施方式。本专利技术一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法不限于以下实施例的描述。
[0014]实施例1：本实施例给出一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法的具体结构，如图1所示，具体步骤如下：（S1）、将铝在发泡坩埚中熔化；（S2）、将发泡剂加入铝熔体中，同时进行搅拌，发泡剂在熔体中产气使得熔体泡沫化；（S3）、将铝熔体泡沫倒入不锈钢模具中，利用铝熔体泡沫的流动性能将模具填充；（S4）、在模具中将铝溶体冷却凝固，形成大尺寸胞状铝块材。
[0015]所述步骤（S2）中发泡剂采用氢化钛。
[0016]在所述步骤（S1）之后需要对发泡干锅中的铝熔体中加入增粘剂，所述增粘剂采用金属钙颗粒。
[0017]所述步骤（S2）中加入发泡剂时，通过搅拌浆对铝熔体进行搅拌，所述搅拌浆的转速为800rpm。
[0018]实施例2：本实施例给出一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法的具体结构，如图1所示，具体步骤如下：
（S1）、将铝在发泡坩埚中熔化；（S2）、将发泡剂加入铝熔体中，同时进行搅拌，发泡剂在熔体中产气使得熔体泡沫化；（S3）、将铝熔体泡沫倒入不锈钢模具中，利用铝熔体泡沫的流动性能将模具填充；（S4）、在模具中将铝溶体冷却凝固，形成大尺寸胞状铝块材。
[0019]所述步骤（S2）中发泡剂采用氢化钛或碳酸钙。
[0020]在所述步骤（S1）的铝熔体中添加金属镁。
[0021]镁熔体会与碳酸钙发生释气反应，其反应的化学式为：Mg(l)+CaCO3(s)
ꢀ→
MgO(s)+CaO(s)+CO(g)
↑
，因此，在铝熔体中加入适量的金属镁后，可直接加入碳酸钙对铝熔体进行泡沫化，无需经过熔体增粘过程，且制备出的胞状铝的孔径小，铝熔体的泡沫化进程平缓，可以实现高孔隙率（85%）、小孔径（~1.5mm）胞状铝。
[0022]结合实施例1和实施例2，经过对实施例1和实施例2中制备得到的大尺寸胞状铝块材进行性能结构检测得到，经过上述工艺方法制备得到的大尺寸胞状铝块材孔结构均匀，孔径为1－12mm、孔隙率为70％－90％，大尺寸胞状铝块材的比重为同体积母金属重量的10％－40％，抗弯比刚度为钢的1.5倍，阻尼性能为金属铝的5－10倍。
[0023]当制备得到的大尺寸胞状铝块材的孔隙率为80－90％时，其导热系数为3－10kcal/mh
°
C。
[0024]经过上述工艺方法制备得到的大尺寸胞状铝块中，当声波频率在800－4000Hz之间时，隔声系数达到0.9以上，隔声量约为10dB；当声波频率在2000－4000Hz之间时，吸声系数最大为0.8，吸声量约7dB；当声波频率在125－4000Hz之间时，其倍频程的平均吸声系数为0.4，组合结构降噪30～40dB，消声为30dB；在频率为9KHz～1000MHz的范围内时，屏蔽效能为50～120dB；在频率2.6GHz～18GHz的范围内，屏蔽效能为63～92dB。
[0025]综上所述，通过本专利技术方法制备得到的大尺寸胞状铝块材具有质轻、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法，其特征在于：具体步骤如下：（S1）、将铝在发泡坩埚中熔化；（S2）、将发泡剂加入铝熔体中，同时进行搅拌，发泡剂在熔体中产气使得熔体泡沫化；（S3）、将铝熔体泡沫倒入不锈钢模具中，利用铝熔体泡沫的流动性能将模具填充；（S4）、在模具中将铝溶体冷却凝固，形成大尺寸胞状铝块材。2.如权利要求1所述的一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法，其特征在于：所述步骤（S2）中发泡剂采用氢化钛或碳酸钙。3.如权利要求2所述的一种大尺寸、孔结构均匀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云忠，陈文俊，
申请(专利权)人：丹阳市俊晧金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：