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泡沫铝杆的连续制备方法技术

技术编号:7969050 阅读:190 留言:0更新日期:2012-11-15 00:59
本发明专利技术提供一种泡沫铝杆的连续制备方法,该连续制备方法包括以下步骤:步骤一、制备泡沫铝坯料;步骤二、对所述泡沫铝坯料进行预处理,以获得前驱体;和步骤三、对所述前驱体进行发泡,以获得泡沫铝杆,其中所述步骤二包括:对所述泡沫铝坯料进行连续挤压,以获得所述前驱体。利用本发明专利技术所述的制备方法获得的泡沫铝杆具有较高的孔隙率,且孔隙的平均孔径较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泡沫铝杆的加工方法,具体地,涉及一种。
技术介绍
多孔性金属是一种在金属基体内随机分布着孔洞的新型材料。它把实体金属相如强度高、导热性好的特点与分散空气相的阻尼、减震、隔声等特性有机地结合在一起,是一种具有多种优良性能的轻质结构功能材料,在新材料领域中占有重要的地位。泡沫金属大规模、连续制备技术的研究比较广泛的主要有熔体发泡法、直吹气体发泡法、粉体熔化发泡法和累积叠轧焊法等,有一些获得了商业应用。 从1986年开始,日本的Shinko Wire公司已将熔体发泡法用于小规模的商业生产,每天可生产IOOOkg的泡沫金属,其产品为“Alporas”,文献中表明Alporas具有闭孔泡沫形貌和较规则的孔结构。Shinko Wire公司生产的Alporas泡沫铝规格为2050 X 650 X 450mm,泡沫铸块的质量为160kg,包括外表面在内的总体密度为O. 27g/cm3 ;切掉铸块表面后的密度一般为O. 18 O. 24g/cm3,平均孔径为2 IOmm ;沿泡沫铸块水平和垂直方向都存在密度梯度,最低密度出现在铸块的中上部。最后依需要将铸块切成薄板(5 250mm,标准厚度为10mm)。直吹气体发泡法又称为Cymat/Aclan和Norsk Hydro工艺,该工艺采用旋转衆或振动喷嘴将发泡气体(氧气、氩气、空气、水蒸汽、二氧化碳等)直接通入铝熔体中,利用旋转浆或喷嘴在熔体中产生足够多的优良的气泡并使它们分布均匀。该方法可连续生产大块低密度的泡沫金属,使金属基复合泡沫材料比其它多孔金属材料便宜。加拿大Cymat公司有一条生产线可以1000kg/h的速度生产宽I. 5m,厚2. 5 15mm的泡沫金属。Hydro铝业公司能以500 600kg/h的速度生产宽70cm、厚8 12mm、长2mm的泡沫板材。粉体熔化发泡法也称为“粉体致密化发泡法”,可制备形状复杂的半成品尺寸的工件,若将预制的前驱体与金属板轧制后再发泡则可制备机械部件、汽车部件及三明治式泡沫招材料(AFS, Aluminum foam sandwich)。该法在制备泡沫招芯三明治结构时面板和泡沫芯为冶金结合,具有广阔的发展前景。压坯加热一粉末冶金法与轧制复合一粉末冶金法制备泡沫招夹心板就是典型的例子。德国的Schunk GmbH和Honsel AG公司,奥地利的Mepura和Neuman公司目前已将粉体熔化发泡法应用于小规模的商业生产,生产出的泡沫铝产品名为 “Foaminal” 和 “Alulight”。日本学者Koichi Kitazono和Eiichi Sato等人提出的累积叠轧技术(ARB,Accumulative Roll Bonding)制备泡沫招夹心板时,采用工业化生产的板材,在两块金属板间加入适量的TiH2粉末,然后以大于50%的压下量轧制并切成相等两段;进行表面处理,这两块板再叠起到原来的尺寸,再进行轧制。这一过程可重复进行,几个道次后发泡剂颗粒可以均匀分布在金属基体上,然后在高温下发泡,获得所需的泡沫金属。用该方法可连续制备泡沫铝夹心板,国内有学者研究,但尚处于起步阶段。泡沫铝材料具有优异的性能,但其大规模工业化生产和应用,还有待于开发生产成本低及稳定可控的生产工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种,利用连续制备方法能够批量生产杆状的泡沫铝。为了达到上述目的,本专利技术提供一种,该连续制备方法包括以下步骤步骤一、制备泡沫铝坯料;步骤二、对所述泡沫铝坯料进行连续挤压,以获得前驱体;步骤三、对所述前驱体进行发泡,以获得泡沫铝杆。优选地,所述连续挤压的温度为300°C至350°C。 优选地,所述步骤二中使用的挤压设备包括挤压轮,该挤压轮的转速为lOr/min至 20r/mino优选地,所述连续制备方法还包括在所述步骤二和所述步骤三之间对所述前驱体进行卷曲。优选地,所述步骤三的发泡温度为400°C至650°C。优选地,所述步骤三的发泡时间为5min至30min。优选地,所述前驱体的密度与所述泡沫铝坯料密度之比为O. 9至I。优选地,所述泡沫铝坯料为发泡剂和铝合金粉末的混合物;或者所述泡沫铝坯料为发泡剂和铝粉的混合物。优选地,所述发泡剂为氢化钛粉末。优选地,所述发泡剂在所述泡沫铝坯料中的重量比为O. 2%至I. 5%。本专利技术通过连续挤压的方法制备泡沫铝的前驱体,最终发泡获得的泡沫铝杆,且该泡沫铝杆的孔隙率较高,孔隙的孔径较小。并且,利用本专利技术所述的连续制备方法能够对泡沫铝杆进行批量生产。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中 图I是实施所述连续挤压的挤压设备的示意图。附图标记说明 I喂料装置2 挤压轮3夹紧镶块4 模具5挡料块6 设备主体7前驱体11上部 12 下部。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种,该连续制备方法包括以下步骤 步骤一、制备泡沫铝坯料; 步骤二、对所述泡沫铝坯料进行连续挤压,以获得前驱体; 步骤三、对所述前驱体进行发泡,以获得泡沫铝杆。本领域技术人员应当理解的是,所述步骤一中制备获得的泡沫铝坯料为粉末状,该泡沫铝坯料为铝粉或铝合金粉末与发泡剂的均匀混合物。步骤二可以使粉末状的泡沫铝坯料挤压成致密度较高的前驱体,从而便于在步骤三中进行发泡。对泡沫铝坯料进行连续挤压,不仅可以实现连续生产所述前驱体,而且还可以对前驱体的截面形状进行控制。在本专利技术中,利用连续挤压设备对泡沫铝坯料进行挤压。图I中所示的是一种常用的连续挤压设备,该连续挤压设备包括喂料装置I、挤压轮2、夹紧镶块3、模具4、挡料块5和设备主体6。挤压轮2、夹紧镶块3、模具4和挡料块5均安装在设备主体6上。挤压轮 2的外圆周表面上形成有料槽,夹紧镶块3设置在挤压轮2的外侧,以封闭挤压轮2上的料槽,从而形成物料通道,而挡料块5挡在所述物料通道的一端,从而形成一端开放、一端封闭的物料通道。模具4中形成有模腔,如上所述,模具4也安装在设备主体6上,且所述模腔与所述物料通道相通。在本专利技术中,泡沫铝坯料受到挤压轮2的摩擦力,粉末状的泡沫铝坯料在摩擦力作用下进入物料通道后,受到夹紧镶块3和挤压轮2的挤压作用而被升温、压实,从而沿所述物料通道进入模具4的模腔内,此处,泡沫铝坯料因挤压和摩擦力的作用而升温至温度T,相当于在温度T对泡沫铝坯料进行连续挤压,从而有利于连续挤压的进行。由于泡沫铝坯料不间断地喂入所述物料通道中,进入模具4的模腔内的物料受到进一步的挤压,从而被进一步压实,进而通过模腔内的模孔挤出,并获得杆状的前驱体7。在本专利技术中,前驱体7的横截面取决于模具4的模孔的横截面。例如,当模具4的模孔的横截面为圆形时,则可以获得横截面为圆形的前驱体7 ;当模具4的模孔的横截面为正方形时,则可以获得横截面为正方形的前驱体7。因此,在本专利技术中,可以通过将模具4的模孔设计成所需的形状,从而获得具有所需横截面的前驱体7,并发泡获得具有所需横截面的泡沫铝杆。例如,在本专利技术的本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种泡沫铝杆的连续制备方法,其中,制备方法包括以下步骤:步骤一、制备泡沫铝坯料;步骤二、对所述泡沫铝坯料进行连续挤压,以获得前驱体;步骤三、对所述前驱体进行发泡,以获得泡沫铝杆。

【技术特征摘要】
1.一种泡沫铝杆的连续制备方法,其中,制备方法包括以下步骤 步骤一、制备泡沫铝坯料; 步骤二、对所述泡沫铝坯料进行连续挤压,以获得前驱体; 步骤三、对所述前驱体进行发泡,以获得泡沫铝杆。2.根据权利要求I所述的连续制备方法,其中,所述连续挤压的温度为300°C至350°C。3.根据权利要求2所述的连续制备方法,其中,所述步骤二中使用的挤压设备包括挤压轮,该挤压轮的转速为10r/min至20r/min。4.根据权利要求I至3中任意一项所述的连续制备方法,其中,该方法还包括在所述步骤二和所述步骤三之间对所述前驱体进行卷曲。5.根据权利要求I至3中任意一项所述的连续制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵艳君胡治流黄健李逸泰何奥平庞兴志石伟和
申请(专利权)人:广西大学
类型:发明
国别省市:

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