CN100335198C

CN100335198C - 制备泡沫金属的含盐石膏模料

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Publication number: CN100335198C
Application number: CNB2005100290700A
Authority: CN
Inventors: 王渠东; 吴昀; 陈勇军
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: CN1730194A

Abstract

一种铸造技术领域的制备泡沫金属的含盐石膏模料，各成分及重量百分比为：10%～40%氯化钠，20～35%水，1%～5%氯化钾，0.1%～0.5%乙醇，其余为石膏。与现有技术相比，本发明在石膏中混了盐，使金属液浇入多孔石膏型后清理石膏型变得更容易，同时含盐石膏模料成本低廉，生产效率高，工艺简单，易于清理，适用范围广，可以制备泡沫镁、泡沫铝、泡沫镍、泡沫铜等。

Description

制备泡沫金属的含盐石膏模料

技术领域

本发明涉及的是一种铸造技术领域的模料，尤其是一种制备泡沫金属的含盐石膏模料。

背景技术

泡沫金属是近年来发展较快的一种新型的多孔功能材料。由于其密度小、孔隙率高、比表面积大和金属特质，具有优良的消音、减震、过滤、换热等性能，在电子、通讯、环保、能源、机械、化工、建筑和交通工具等方面具有广泛的应用前景。因而受到了国内外的重视，尤其在日美等国发展较快，已有工业应用的报道。对泡沫金属制备工艺的研究，主要集中于发泡法和铸造法等，并已取得了较大的进展。但是，发泡法对于孔的大小、形状和均匀性等难于控制，且主要用于低熔点的金属泡沫的制备；铸造法存在着制备模料材料的选择、配方和制备技术难题，所以一直没有实现大规模工业应用。

经对现有技术的文献检索发现，王录才等人在《铸造》(1999，(1)：8-10)上发表的“模料铸造法通孔泡沫铝制备工艺研究”一文中，介绍了采用聚氨酯海绵做母体材料，a-半水石膏、填料A和添料B做石膏模料，该配方的优点是价格低廉，孔结构均匀可控，缺点是石膏型清理困难，特别是内部孔洞处清理更为困难。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种制备泡沫金属的含盐石膏模料，使其在金属液浇入多孔石膏型后清理石膏型变得更容易。本发明在石膏中混了盐，石膏是非水溶性的，实验发现，在成型后的泡沫金属内部孔洞处石膏非常不容易清除，在石膏中加入了可溶性盐后，由于盐遇水溶解，石膏型就溃散了，这样就容易清理了。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的制备泡沫金属的含盐石膏模料配方，其组分及重量百分比为：10％～40％氯化钠，20～35％水，1％～5％氯化钾，0.1％～1％乙醇，余量为石膏。

本发明的优选配方为：20％～40％氯化钠，20～35％水，1％～5％氯化钾，0.5％乙醇，余量为石膏。该优选配方清除清理石膏型时间短，表面质量好。

本发明一种制备泡沫金属的含盐石膏模料配方是通过以下方法制备的：先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌，同时加入乙醇，待搅拌均匀后，将石膏浆料倒入一定形状的容器中；容器中事先装入不同孔结构的三维网状泡沫海绵材料做母体材料，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动，待石膏硬化后，放在烘干箱中50℃～100℃保温1小时，然后升温到250℃～300℃保温3小时，最后在550℃烧结3小时，使模料硬化并使泡沫海绵完全气化分解，制得的含盐石膏模料就可以用于浇注金属液。

本发明以石膏做模料骨架，因为石膏遇水后发生化学反应硬化且耐高温，具有较高的强度和刚度；但是石膏在硬化过程中会发生体积的膨胀，在高温下相变分解丧失结晶水，体积又发生收缩，容易产生裂纹，所以加入可溶性混合盐氯化钠和氯化钾作为缓凝剂，缓减石膏硬化过程中的硬化速度、体积膨胀速度和高温相变分解过程中的收缩与裂纹倾向，同时增加石膏的强度、刚度和骨架厚度，由于是可溶性混合盐，所以在金属液浇入多孔石膏型后清理石膏型变得更容易；同时加入氯化钠和氯化钾，是为了降低混合盐的熔点，便于石膏型的烧结；加入乙醇的作用是在清理过程中使水分容易挥发，同时也缓减石膏硬化过程中的的硬化速度、体积膨胀速度和高温相变分解过程中的收缩与裂纹倾向。

与现有技术相比，本发明在石膏中混了盐，使金属液浇入多孔石膏型后清理石膏型变得更容易，同时含盐石膏模料成本低廉，生产效率高，工艺简单，易于清理，适用范围广，可以制备泡沫镁、泡沫铝、泡沫镍、泡沫铜等。

具体实施方式

结合本发明的内容提供以下实施例：

实施例1

含盐石膏模料配方的组分及重量百分比为：10％氯化钠，35％水，5％氯化钾，其余为石膏。含盐石膏模料的制备方法为：(1)按照上述成分准备材料，先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌；(2)待搅拌均匀后，将石膏浆料倒入容器中；容器中事先装入不同孔结构的三维网状泡沫海绵材料做母体材料，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动；(3)石膏硬化后，放在烘干箱中50℃保温1小时，然后升温到250℃保温3小时，最后在550℃烧结3小时，使模料硬化并使泡沫海绵完全气化分解，制得的含盐石膏模料就可以用于浇注金属液。本发明含盐石膏模料配方，在超声波中清理，32分钟后完全清除，泡沫金属表面质量良好，对比实验的无盐石膏模料同样在超声波中清理，1小时后还有硬块剩余。

实施例2

含盐石膏模料配方的组分及重量百分比为：40％氯化钠，30％水，1％氯化钾，0.1％乙醇，其余为石膏。含盐石膏模料的制备方法为：(1)按照上述成分准备材料，先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌；(2)待搅拌均匀后，将石膏浆料倒入容器中；容器中事先装入不同孔结构的三维网状泡沫海绵材料做母体材料，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动；(3)石膏硬化后，放在烘干箱中100℃保温1小时，然后升温到260℃保温3小时，最后在550℃烧结3小时，使模料硬化并使泡沫海绵完全气化分解，制得的含盐石膏模料就可以用于浇注金属液。本发明含盐石膏模料配方，在超声波中清理，30分钟后完全清除，泡沫金属表面质量较好，对比实验的无盐石膏模料同样在超声波中清理，1小时后还有硬块剩余。

实施例3

含盐石膏模料配方的组分及重量百分比为：30％氯化钠，20％水，3％氯化钾，0.3％乙醇，其余为石膏。含盐石膏模料的制备方法为：(1)按照上述成分准备材料，先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌；(2)待搅拌均匀后，将石膏浆料倒入容器中；容器中事先装入不同孔结构的三维网状泡沫海绵材料做母体材料，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动；(3)石膏硬化后，放在烘干箱中60℃保温1小时，然后升温到300℃保温3小时，最后在550℃烧结3小时，使模料硬化并使泡沫海绵完全气化分解，制得的含盐石膏模料就可以用于浇注金属液。本发明含盐石膏模料配方，在超声波中清理，23分钟后完全清除，泡沫金属表面质量较好，对比实验的无盐石膏模料同样在超声波中清理，1小时后还有硬块剩余。

实施例4

含盐石膏模料配方的组分及重量百分比为：30％氯化钠，25％水，3％氯化钾，0.5％乙醇，其余为石膏。含盐石膏模料的制备方法为：(1)按照上述成分准备材料，先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌；(2)待搅拌均匀后，将石膏浆料倒入容器中；容器中事先装入不同孔结构的三维网状泡沫海绵材料做母体材料，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动；(3)石膏硬化后，放在烘干箱中60℃保温1小时，然后升温到260℃保温3小时，最后在550℃烧结3小时，使模料硬化并使泡沫海绵完全气化分解，制得的含盐石膏模料就可以用于浇注金属液。本发明含盐石膏模料配方，在超声波中清理，20分钟后完全清除，泡沫金属表面质量较好，对比实验的无盐石膏模料同样在超声波中清理，1小时后还有硬块剩余。

Claims

1、一种制备泡沫金属的含盐石膏模料，其特征在于，包含的组分及重量百分比为：10％～40％氯化钠，20～35％水，1％～5％氯化钾，0.1％～0.5％乙醇，其余为石膏。

2、根据权利要求1所述的制备泡沫金属的含盐石膏模料，其特征是，组分及重量百分比为：20％～40％氯化钠，20～35％水，1％～5％氯化钾，0.5％乙醇，其余为石膏。