CN100528467C - 一种蜂窝环形点阵的成型方法 - Google Patents

Abstract

一种蜂窝环形点阵的成型方法，即采用单层环形直翅片组装钎焊的工艺，将棒料进行退火处理消除应力，减小加工变形，根据所设计的蜂窝尺寸，采用线切割技术切割出带直翅片的单层圆环。调配好钎焊粉末浆料，均匀涂敷在圆环上，然后各个尺寸的圆环组装成一个整体，在经过烘干、脱除增塑剂、高温烧结等工艺处理，制成具有一定空隙度的蜂窝环形点阵。本发明通过改变翅片的尺寸和结构达到制备各种规格的环形点阵的目的。这种夹层点阵结构和材料主要应用于各类压力容器、管道、爆轰管、机床刀具箱等应用领域。

Description

一种蜂窝环形点阵的成型方法

技术领域

本发明涉及一种环形点阵的成型方法，特别涉及一种蜂窝环形点阵的成型方法。

背景技术

工业装备技术和航空航天科技的迅猛发展对高性能工程材料的设计与制备提出了更高的要求，如：轻质，高强/高韧，多功能化应用等。以此为背景，近年来超轻多孔金属材料因其具有优良的结构效率和广泛的多功能应用前景，成为众多研究关注的热点。

多孔金属具有超轻、高比强、高比刚度、高强韧、高能量吸收等优良机械性能，以及减震、散热、吸声、电磁屏蔽、渗透性优等特殊性质，既可作为许多应用的结构材料，也可作为一些场合的功能材料，而一般情况下它兼具结构和功能双重作用，是一种性能优异的多功能工程材料。正是上述的多功能特点，工程中常见的，具有很强的具有解决目前的工程应用背景中机械构件、各类压力容器、换热管、工程管道等所使用实体材料的比强度低和单一功能(以承载为主)特点，如国内外现在爆轰式发动机爆轰管外形往往采用实心结构，使得在强度、材料、高温、噪声控制等方面还面临许多问题，而采用该新型结构为解决这些问题提供了较好的思路。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种蜂窝环形点阵的成型方法，按此方法制备的蜂窝环形点阵具有高强度、主动冷却等多功能特点。

为达到上述目的，本发明采用的制备方法为：首先将需成型的材料在200℃～400℃退火处理1～4h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片1的单层圆环2，带直翅片的单层圆环之间留有50～200μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为1％～10％的聚乙烯醇或甲基纤维素黏结剂，然后按质量百分比将5％～10％的黏结剂、45％～75％的200目～400目的钎焊粉料和20％～50％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为50～200μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成2-7层蜂窝结构并将其在烘箱中在30℃～80℃烘干，然后装入高温钎焊炉中进行焊接，对于铝及其合金，真空度控制在10^-3～10^-4Pa范围，以1～10℃/min速度自室温均匀升温至200℃～500℃范围保温0.5～2h，缓冷至室温出炉即可；对于不锈钢材料，真空度控制在10^-1～10^-3Pa范围，并通入1-20Pa氩气分压烧结，以1～10℃/min速度自室温升温至600℃～1100℃保温10min～2h，缓冷至室温出炉即可。

本发明将复杂的蜂窝点阵分解成便于加工的单层环形翅片结构，然后将所有环形翅片组装到一起，采用钎焊的方法实现连接成一体。改变翅片的尺寸和结构达到制备各种规格的环形点阵的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：1)制备的环形点阵材料为4层结构，首先将304不锈钢在330℃退火处理1～2h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片1的单层圆环2，尺寸如下：内径为40mm，外径为57mm，内壁厚为0.5～2mm，外壁厚为1～3mm，高度为100～500mm，中间三层夹层的厚度均为0.5～2mm，肋片的厚度也均为0.5～2mm，如图1所示。带直翅片的单层圆环之间留有100μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为8％的聚乙烯醇黏结剂，然后按质量百分比将5％的黏结剂、75％的200目～400目的钎焊粉料和20％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为100μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成4层蜂窝结构并将其在烘箱中在50℃烘干，然后装入高温钎焊炉中采用Ni-Cr-P系列的粉末焊剂，真空度控制在10^-1Pa；并通入1Pa氩气分压烧结，以1℃/min速度自室温升温至600℃保温10min～2h，缓冷至室温出炉即可。

实施例2：1)制备的环形点阵材料为4层结构，首先将6061铝合金在200℃退火处理1～2h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片1的单层圆环2，带直翅片的单层圆环之间留有180μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为1％的甲基纤维素黏结剂，然后按质量百分比将5％的黏结剂、45％的200目～400目的钎焊粉料和50％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为180μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成4层蜂窝结构并将其在烘箱中在70℃烘干，然后装入高温钎焊炉中采用Al-Mg-Si系列的粉末焊剂，真空度控制在10^-3Pa范围；以10℃/min速度自室温均匀升温至200℃范围保温0.5～2h；缓冷至室温出炉即可。

实施例3：1)制备的环形点阵材料为7层结构，首先将304不锈钢、在400℃退火处理1～2h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片1的单层圆环2，带直翅片的单层圆环之间留有140μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为6％的甲基纤维素黏结剂，然后按质量百分比将10％的黏结剂、60％的200目～400目的钎焊粉料和30％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为140μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成7层蜂窝结构并将其在烘箱中在40℃烘干，然后装入高温钎焊炉中采用Ni-Cr-P系列的粉末焊剂，真空度控制在10^-2Pa；并通往10Pa氩气分压烧结，以5℃/min速度自室温升温至900℃保温10min～2h，缓冷至室温出炉即可。

实施例4：1)制备的环形点阵材料为2层结构，首先将6061铝合金在260℃退火处理1～2h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片1的单层圆环2，带直翅片的单层圆环之间留有50μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为10％的甲基纤维素黏结剂，然后按质量百分比将8％的黏结剂、52％的200目～400目的钎焊粉料和40％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为50μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成2层蜂窝结构并将其在烘箱中在80℃烘干，然后装入高温钎焊炉中采用Al-Mg-Si系列的粉末焊剂，真空度控制在10^-4Pa范围；以6℃/min速度自室温均匀升温至500℃范围保温0.5～2h；缓冷至室温出炉即可。

实施例5：1)制备的环形点阵材料为5层结构，首先将304不锈钢在300℃退火处理1～2h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片1的单层圆环2，带直翅片的单层圆环之间留有200μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为3％的聚乙烯醇黏结剂，然后按质量百分比将6％的黏结剂、59％的200目～400目的钎焊粉料和35％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为200μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成5层蜂窝结构并将其在烘箱中在30℃烘干，然后装入高温钎焊炉中采用Ni-Cr-P系列的粉末焊剂，真空度控制在10^-3Pa；并通往20Pa氩气分压烧结，以10℃/min速度自室温升温至1100℃保温10min～2h，缓冷至室温出炉即可。

实施例6：1)制备的环形点阵材料为6层结构，首先将6061铝合金在370℃退火处理1～2h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片1的单层圆环2，带直翅片的单层圆环之间留有70μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为5％的甲基纤维素黏结剂，然后按质量百分比将7％的黏结剂、65％的200目～400目的钎焊粉料和27％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为70μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成6层蜂窝结构并将其在烘箱中在60℃烘干，然后装入高温钎焊炉中采用Al-Mg-Si系列的粉末焊剂，真空度控制在10^-3Pa范围；以1℃/min速度自室温均匀升温至400℃范围保温0.5～2h；缓冷至室温出炉即可。

Claims (1)

1、一种蜂窝环形点阵的成型方法，其特征在于：

1)首先将需成型的材料在200℃～400℃退火处理1～4h消除棒料本身存在的加工应力，减小加工变形；

2)采用线切割技术将需成型的材料切割出带直翅片(1)的单层圆环(2)，带直翅片的单层圆环之间留有50～200μm的配装间隙；

3)将切割后的成型材料用质量浓度为5％～10％碱液去除油污，5％～10％的盐酸去除氧化皮，再清水洗净，烘干；

4)配置质量浓度为1％～10％的聚乙烯醇或甲基纤维素黏结剂，然后按质量百分比将5％～10％的黏结剂、45％～75％的200目～400目的钎焊粉料和20％～50％去离子水混合均匀制成混合浆料；

5)将混合浆料均匀涂覆在单层圆环内壁上，涂层厚度为50～200μm，将各个尺寸的圆环组装成一个整体，形成2-7层蜂窝结构并将其在烘箱中在30℃～80℃烘干，然后装入高温钎焊炉中进行焊接，对于铝及其合金，真空度控制在10^-3～10^-4Pa范围，以1～10℃/min速度自室温均匀升温至200℃～500℃范围保温0.5～2h，缓冷至室温出炉即可；对于不锈钢材料，真空度控制在10^-1～10^-3Pa范围，并通入1-20Pa氩气分压烧结，以1～10℃/min速度自室温升温至600℃～1100℃保温10min～2h，缓冷至室温出炉即可。

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