【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属轧制和铸造，具体涉及一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法。
技术介绍
1、泡沫铝夹芯板是一种结构功能一体化的新型复合材料，一般是由两层面板夹着一层泡沫铝芯层组成。具有质轻、抗冲击性能好、比刚度和比强度高、优异的隔热和隔声性能、电磁屏蔽性能佳等特点。由于这些性能，泡沫铝夹芯板广泛应用于航空航天、汽车、建筑和国防等行业。常见的泡沫铝夹芯板的制备方法主要有胶粘法及粉末冶金发泡法。相较于普通泡沫铝夹芯板，多层泡沫铝夹芯板具有更多层数的面板，能增强夹芯板的力学性能。多层夹芯板的同时具有多层泡沫铝芯层，各个芯层可具备不同的密度和厚度，极大提高了夹芯板的定制能力。比如可以通过调节各个芯层的密度，制备出有密度差异的夹芯板，能提高夹芯的隔声性能和电磁屏蔽性能。
2、专利cn 115716358 a公开了一种仿生纤维复材夹芯复合板的制备方法，通过胶粘的方法将纤维板与梯度密度的泡沫金属结合。然而胶粘的结合方式使夹芯板存在结合强度低、耐高温和耐腐蚀性能差等缺陷。专利cn 114406029 a公开了一种连续密度梯度泡沫铝夹芯板的轧制制备方法，通过轧制让泡沫铝上下形成面板。这种方法制备的夹芯板芯层密度调控困难，较难得到具有稳定密度差异的夹芯板。同时上下面板的厚度也不易调控，无法保证稳定的力学性能。专利cn 108705084 a公开了一种工业用大尺寸泡沫铝夹芯板的制备方法，通过包套轧制和粉末冶金的方法制备泡沫铝夹芯板。这种方法只能制备单层芯层的夹芯板，且单层芯层的密度单一。
3、因此，需要一种多层泡沫铝夹芯板的制备工艺
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，各个芯层可具备不同的密度和厚度，极大地提高了夹芯板的定制能力。通过调节各个芯层的密度，制备出有密度差异的夹芯板，能提高夹芯板的机械性能、隔声性能和电磁屏蔽性能。
2、该方法先制备多层铝合金型腔，将金属粉末填充型腔，再进行冷轧和热轧得到预制坯，最后将预制坯加热发泡得到多层泡沫铝夹芯板。
3、一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，工艺流程图如图1所示，具体包括以下步骤：
4、步骤1：混料；
5、将铝粉、镁粉、硅粉、铜粉和发泡剂tih2在混料机上混合均匀；
6、步骤2：制备多层型腔；
7、将铝合金面板和用于封边的铝管和铝条进行热处理，再将铝合金面板进行表面处理，将三层或者多层铝合金面板平行放置，用铝管或铝条对三条平行侧边进行支撑并且焊接密封，留一条开口侧边用于填装粉末；
8、步骤3：粉末填充及密封；
9、将混合均匀后的粉末装入多层型腔中，开口处用铝管或铝条填充后焊接密封，或者耐火棉填充后用铆钉密封；
10、步骤4：冷轧和热轧；
11、将填装粉末后的型腔在室温下进行冷轧，再在350～450℃温度下进行热轧；
12、步骤5：热处理；
13、将轧制后的板坯置于400～500℃条件下热处理1～5h；
14、步骤6：裁剪；
15、将热处理后的板坯用线切割进行裁边处理，去除边部没有粉末的部分；
16、步骤7：发泡；
17、将裁剪后的板坯放置加热炉中进行发泡处理，制得多层泡沫铝夹芯板。
18、所述步骤1中，镁粉含量0～10wt.％，硅粉含量0～9wt.％，铜粉含量0～9wt.％，发泡剂tih2含量0.1～3wt.％，其余为铝粉；金属粉末粒度在100～400目，发泡剂tih2粒度在400～1000目；混料机中装入粉末和混料球的比例为1:1～1:2，装料总重量10kg～100kg，混料速度5r/min～20r/min，混料时间3～6h。
19、所述步骤2中，铝合金面板的材质为3000系或6000系铝合金，面板厚度2～8mm，长宽视产品需求而定；铝合金面板、铝管和铝条热处理机制为400±10℃退火处理1～3h；表面处理是将面板浸泡在浓度10～60g/l的氢氧化钠溶液中10～20min，再浸泡在1～4mol/l的稀盐酸中10～20min，同时用钢丝刷去除表面附着物。焊接密封处可适当添加耐火棉以增强型腔密闭性，防止漏粉；型腔高度5～50mm，各层型腔高度可以有差异；边部铝条或铝管往中心送入0～5mm，焊缝位于上下面板内部。
20、所述步骤3中，混合后的粉末直接装入多层型腔中，或者抽真空、压实后再装入型腔中。装入腔体的粉末致密度为65～95％。用铝管封边时，铝管内部需添加粉末，致密度为40％～70％，能够更有利于轧制。
21、所述步骤4中，冷轧温度为15～30℃，冷轧道次为3～10次，每道次压下量为2～8％，轧制速度为5～15m/min；热轧道次为3～10次，每道次压下量为5～30％，轧制速度为10～20m/min。热轧过程中需对轧辊进行加热，轧辊加热温度为380℃～430℃。装入粉末成分相同时，轧辊加热温度相同；装入粉末不相同时视粉末成分对应合金相溶点的高低调整轧辊温度，温度偏差为10℃～50℃。热轧时使用牵引轮或钳夹给坯料提供一个牵引力，确保其平直。并且牵引速度与轧制速度保持一致。
22、所述步骤6中，裁剪后坯料的尺寸与发泡模具内腔有1mm负公差，发泡模具尺寸视产品需求而定。
23、所述步骤7中，发泡温度为570～650℃，发泡时间为10～30min。
24、本专利技术的有益效果：
25、本专利技术方法制备的夹芯板实现了面板与芯层泡沫的界面冶金结合，与胶粘的夹芯板相比，不仅拥有更好的力学性能，还更能适应高温、潮湿和腐蚀性强的环境。通过调节各层型腔的高度来控制添加金属粉末的重量，达到调节各泡沫芯层厚度的目的，从而制备出具有各向异性的多层泡沫铝夹芯板。通过调节各层金属粉末的成分，使发泡后芯层泡沫呈现不同的泡孔结构，制备出芯层密度不同的多层泡沫铝夹芯板，能适用于更复杂的电磁屏蔽和隔声的应用场景。通过改变铝合金型腔面板的层数和厚度，来调节多层泡沫铝夹芯板的面板结构，让夹芯板的力学性能具有更大的调整空间。该方法制备的多层泡沫铝夹芯板具有很高的可调控性，工艺流程简单，适用于大规模工业化生产，能够满足多样化的市场需求，具有更广阔的工业应用前景。
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1.一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，镁粉含量0～10wt.％，硅粉含量0～9wt.％，铜粉含量0～9wt.％，发泡剂TiH2含量0.1～3wt.％，其余为铝粉；金属粉末粒度在100～400目，发泡剂TiH2粒度在400～1000目；混料机中装入粉末和混料球的比例为1:1～1:2，装料总重量10kg～100kg，混料速度5r/min～20r/min，混料时间3～6h。
3.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，铝合金面板的材质为3000系或6000系铝合金，面板厚度2～8mm；铝合金面板、铝管和铝条热处理机制为400±10℃退火处理1～3h；表面处理是将面板浸泡在浓度10～60g/L的氢氧化钠溶液中10～20min，再浸泡在1～4mol/L的稀盐酸中10～20min，同时用钢丝刷去除表面附着物。
4.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，型腔高度5～50mm；
5.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，混合后的粉末直接装入多层型腔中，或者抽真空、压实后再装入型腔中；装入腔体的粉末致密度为65～95％。
6.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，冷轧温度为15～30℃，冷轧道次为3～10次，每道次压下量为2～8％，轧制速度为5～15m/min；热轧道次为3～10次，每道次压下量为5～30％，轧制速度为10～20m/min。
7.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，热轧过程中需对轧辊进行加热，轧辊加热温度为380℃～430℃；装入粉末成分相同时，轧辊加热温度相同；装入粉末不相同时视粉末成分对应合金相溶点的高低调整轧辊温度，温度偏差为10℃～50℃；热轧时使用牵引轮或钳夹给坯料提供一个牵引力，并且牵引速度与轧制速度保持一致。
8.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤7中，发泡温度为570～650℃，发泡时间为10～30min。
...【技术特征摘要】
1.一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，镁粉含量0～10wt.％，硅粉含量0～9wt.％，铜粉含量0～9wt.％，发泡剂tih2含量0.1～3wt.％，其余为铝粉；金属粉末粒度在100～400目，发泡剂tih2粒度在400～1000目；混料机中装入粉末和混料球的比例为1:1～1:2，装料总重量10kg～100kg，混料速度5r/min～20r/min，混料时间3～6h。
3.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，铝合金面板的材质为3000系或6000系铝合金，面板厚度2～8mm；铝合金面板、铝管和铝条热处理机制为400±10℃退火处理1～3h；表面处理是将面板浸泡在浓度10～60g/l的氢氧化钠溶液中10～20min，再浸泡在1～4mol/l的稀盐酸中10～20min，同时用钢丝刷去除表面附着物。
4.根据权利要求1所述的一种多层泡沫铝夹芯板的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，型腔高度5～50mm；边部铝条或铝...
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