CN101182607A - 一种泡沫铝构件的近终形制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种泡沫铝构件的近终形制备方法，属于多孔泡沫金属材料制备领域。本方法的工艺步骤为：将铝或铝合金加热熔化，首先加入增粘剂进行搅拌增粘，然后加入经氧化处理过的发泡剂，快速搅拌分散发泡剂，含发泡剂的增粘金属熔体浇铸冷却得到具有一定孔隙率的铸件，对铸件进行压力加工得到致密的发泡先驱体，将发泡先驱体机加工后放入型模中加热发泡，得到具有所需外观形状和孔结构的泡沫铝构件。本发明的工艺简单，成本低，克服了常规粉末加工工艺本身的不足，可获得大尺寸泡沫铝构件并实现规模化生产。
Description
技术领域
本发明属于多孔泡沫金属材料制备领域，特别是一种泡沫铝构件的近终形制备方法。
背景技术
目前公知的泡沫铝构件近终形制备方法是粉末致密化发泡法(或称粉末冶金发泡法)，其主要工艺过程为：用铝或铝合金粉末为原料，混合一定比例的发泡剂，将金属粉末和发泡剂混合均匀，采用粉末压制、粉末挤压或粉末轧制的方法致密化获得发泡先驱体，发泡先驱体在一定温度下在型模中发泡得到泡沫铝构件。粉末致密化发泡法由于采用的原料为铝或铝合金粉末，而且受粉末加工工艺本身的限制，存在成本高、产量低、难以制备大体积泡沫铝构件等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种泡沫铝构件的近终形制备方法，其工艺简单，成本低，克服了常规粉末加工工艺本身的不足，可获得大尺寸泡沫铝构件并实现规模化生产。
本发明所采用的方案是：将铝或铝合金加热熔化，首先加入增粘剂进行搅拌增粘，然后加入经氧化处理过的发泡剂，快速搅拌分散发泡剂，含发泡剂的增粘金属熔体浇铸冷却得到具有一定孔隙率的铸件，对铸件进行压力加工得到致密的发泡先驱体，将发泡先驱体机加工后放入型模中加热发泡，得到具有所需外观形状和孔结构的泡沫铝构件。
其中，铝或铝合金加热熔化温度应高于金属熔点20℃～150℃，保温时间：30min.～60min.；增粘剂采用氧化铝，粒度为-100目～-300目，占铝或铝合金重量的2％～10％，增粘剂搅拌增粘时间5min.～20min.，搅拌速度1000r/min～5000r/min.；发泡剂采用氢化钛，粒度为-100目～-500目，占铝或铝合金重量的0.5％～3.5％，发泡剂氧化处理方法为先在350℃～450℃下，加热表面氧化5h～20h，接着在450℃～575℃下保温加热1h～5h，发泡剂搅拌分散时间10s～150s，搅拌分散速度：1000r/min.～5000r/min.；铸件压力加工可采用挤压或轧制，挤压时的挤压比为10～100(即挤压前与挤压后的面积比)，轧制时的压下量为20～80％(即轧前与轧后的厚度差与轧前厚度的比)，挤压或轧制时的速度为0.1m/min.～20m/min.，温度为100℃～400℃；型模中加热发泡温度高于铝或铝合金熔点10℃～100℃，发泡时间5min.～20min.。
本发明获得制品的技术指标：平均孔径：3～6mm；孔隙率：70％～90％；外观形状和尺寸由发泡型模决定。
本发明的有益效果是：从熔体路径出发制备发泡先驱体，具有两方面的优势：1)采用的是常规的金属熔铸块体材料而非金属粉末为原料，克服了现有粉末致密化发泡法采用粉末为原料成本高的不足，降低了成本；2)对熔体路径先驱体铸件的致密化可采用常规的压力加工方法，克服了粉末加工(粉末压制、挤压)工艺本身的不足，如对设备要求高、产量低、不能生产大尺寸构件等，可提高产量并获得大尺寸泡沫铝构件并能实现规模化生产。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图；
图2为本发明的泡沫铝合金消音器示意图。
具体实施方式
实施例一：
纯铝在720℃熔化保温半小时后加入8wt.％的氧化铝(粒度：-100目)，然后搅拌增粘(搅拌时间：5min.，搅拌速度：3000r/min.)，接着加入氧化处理过的发泡剂TiH2(2.5wt.％，粒度-200目，经过420℃8h+550℃2h的预氧化处理)，进行搅拌分散(搅拌时间：40s，搅拌速度：2500r/min.)，浇铸冷却得到孔隙率15％的铸件，将铸件挤压(挤压比：20，挤压温度：100℃)得到致密的发泡先驱体(直径10mm的圆杆)，把直径10mm的圆杆切成高15mm的柱体7块，放入680℃的发泡型模(直径30mm，高60mm)中发泡6min.，可获得直径30mm、高60mm、平均孔径4.0mm，孔隙率84％的圆柱体泡沫铝。
实施例二：
A1Si6合金700℃熔化保温半小时，加入6wt.％的氧化铝(粒度：-200目)搅拌增粘(搅拌时间：8min.，搅拌速度：2500r/min.)，接着加入氧化氧化处理过的发泡剂(1.8wt.％，粒度-300目，经过410℃6h+520℃2h的预氧化处理)，进行搅拌分散(搅拌时间：50s，搅拌速度：3000r/min.)，浇铸冷却得到孔隙率13％的铸件，将铸件轧制(压下量：50％，轧制温度：200℃)得到致密的发泡先驱体(厚10mm的板材)，切割加工成高10mm、宽30mm、长30mm的板坯，放入680℃的发泡型模(内腔尺寸为长宽各30mm、高50mm)中发泡8min.，可获得长宽各30mm、高50mm、平均孔径3.5mm，孔隙率80％的长方体泡沫铝。
实施例三：
ZLD104合金在690℃熔化保温半小时后加入4wt.％的氧化铝(粒度：-300目)，然后搅拌增粘(搅拌时间：15min.，搅拌速度：1000/min.)，接着加入预氧化处理过的发泡剂TiH2(1.5wt.％，粒度-200目，经过400℃8h+500℃2h氧化处理)，进行搅拌分散(搅拌时间：70s，搅拌速度：4000r/min.)，浇铸冷却得到孔隙率12％的铸件，将铸件挤压(挤压比：30，挤压温度：350℃)得到致密的发泡先驱体(直径10mm的圆杆)，把直径8mm的圆杆切成高20mm的柱体20根，放入670℃的消音器发泡型模(内腔直径58mm，内腔高60mm)中发泡10min.，可获得如图2所示的泡沫铝合金消音器。
Claims (2)
1.一种泡沫铝构件的近终形制备方法，其特征是工艺步骤为：将铝或铝合金加热熔化，首先加入增粘剂进行搅拌增粘，然后加入经氧化处理过的发泡剂，快速搅拌分散发泡剂，含发泡剂的增粘金属熔体浇铸冷却得到具有一定孔隙率的铸件，对铸件进行压力加工得到致密的发泡先驱体，将发泡先驱体机加工后放入型模中加热发泡，得到具有所需外观形状和孔结构的泡沫铝构件。
2.根据权利要求1所述的泡沫铝构件的近终形制备方法，其特征是：铝或铝合金加热熔化温度应高于金属熔点20℃～150℃，保温时间30min.～60min.；增粘剂采用氧化铝，粒度为-100目～-300目，占铝或铝合金重量的2％～10％，增粘剂搅拌增粘时间5min.～20min.，搅拌速度1000r/min～5000r/min.；发泡剂采用氢化钛，粒度为-100目～-500目，占铝或铝合金重量的0.5％～3.5％，发泡剂氧化处理方法为先在350℃～450℃下，加热表面氧化5h～20h，接着在450℃～575℃下保温加热1h～5h，发泡剂搅拌分散时间10s～150s，搅拌分散速度1000r/min.～5000r/min.；铸件压力加工可采用挤压或轧制，挤压时的挤压比为10～100，轧制时的压下量为20～80％，挤压或轧制时的速度为0.1m/min.～20m/min.，挤压或轧制温度为100℃～400℃；型模中加热发泡温度高于铝或铝合金熔点10℃～100℃，发泡时间5min.～20min.。
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