CN101182606A - 一种通孔泡沫铝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种通孔泡沫铝的制备方法。本发明采用熔点低于铝或铝合金的不同直径的金属铅或锌球经混合、烧结获得前驱体,铝或铝合金为渗流体,通过压力渗流的方法渗入到前驱体中,冷却得到复合体,加热复合体使前驱体金属从复合体中熔除,得到通孔泡沫铝。本发明具有泡沫铝结构可控、工艺简单、低成本、材料可循环利用、不污染环境的特点,可实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种通孔泡沫铝的制备方法,属于多孔泡沫金属材料领域。
背景技术
通孔泡沫铝具有高比表面、吸音、保温、隔热、渗透、过滤、能量吸收等特性,在催化、化工、能源、环保、噪音控制、缓冲减震等领域有巨大的市场潜力。
目前,公知的通孔泡沫铝的制备方法主要有渗流铸造法和电沉积烧结法,这两种制备方法都存在工艺复杂、成本高的不足,而且都采用了泡沫塑料(如聚氨酯)或NaCl为前躯体,在成孔过程中(后)通过加热将泡沫塑料燃烧去除或将NaCl用水溶除,这样易造成环境污染,并增加了成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种通孔泡沫铝的制备方法,具有泡沫铝结构可控、工艺简单、低成本、材料可循环利用、不污染环境的特点,可实现工业化生产。
本发明所采用的方案是:采用熔点低于铝或铝合金的不同直径的铅或锌金属球经混合、烧结后获得前驱体,铝或铝合金为渗流体,通过压力渗流的方法将渗流体渗入到前驱体中,冷却得到复合体,加热复合体使前驱体金属铅或锌从复合体中熔除,得到通孔泡沫铝。
本发明的具体技术方案是:前驱体大金属球的直径在1mm~5mm间,小金属球的直径在0.1mm~0.5mm,大小球体积比:3∶1~11∶1;前驱体金属球在混合时,在混料机中以50rpm~300rpm的转速混合10min.~70min.;金属铅或锌球的烧结温度为其熔点的0.3倍~0.9倍,在氩气保护下烧结10min.~180min.,金属球烧结体在渗流前于其熔点的0.3倍~0.9倍的温度预热5min.~100min.;铝或铝合金基体的熔化温度比其熔点高50℃~400℃,熔化保温时间20min.~100min.;压力渗流时控制渗流压力为5MPa~100MPa,渗流温度比基体金属熔化温度低5℃~10℃,渗流速度为0.1mm/s~10mm/s,渗流后的复合体水冷却;前驱体熔除温度比前驱体金属的熔点高50℃~150℃,熔除时间10min.~100min.,熔除后采用空冷。
前驱体金属大小球分别采用两种不同直径规格的金属球,大小球的体积比根据具体需要的孔隙率、孔径确定。
从复合体中熔除后的前驱体金属铅或锌可回收循环利用。
本发明的有益效果是:(1)利用了不同金属的熔点差,以较低熔点的铅或锌球烧结体为前驱体,较高熔点的铝或铝合金为渗流体,通过一次渗流复模的方法实现了通孔泡沫铝的制备,获得的通孔泡沫铝的孔隙率为80%~98%,孔径范围为0.1mm~5mm。具有泡沫铝结构可控、工艺简单、低成本、材料可循环利用、不污染环境的特点。(2)设备条件简单,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。
具体实施方式
实施例一:
锌球(大球直径2mm、小球直径0.3mm,大小球体积比5∶1)在混料机内混合均匀(转速:120rpm,混合时间:30min.;)后,放入氩气保护的烧结炉中进行烧结(烧结温度:320℃,烧结时间25min.)获得锌渗流前驱体,将烧结的锌渗流前驱体预热(预热温度:280℃,预热时间10min.)备用。同时,纯铝在石墨坩锅中加热到750℃熔化、保温30min.,通过压力渗流(渗流压力:6MPa,渗流体温度:740℃,渗流速度:2mm/s),渗流后的复合体水冷却得到铝和锌前驱体的复合体,将此复合体进行加热熔除锌(加热温度:560℃,熔除时间25min.),空冷后得到孔隙率89%、孔径范围0.3mm~2mm的泡沫纯铝。
实施例二:
锌球(大球直径3mm、小球直径0.2mm,大小球体积比11∶1)在混料机内混合均匀(转速:150rpm,混合时间:20min.;)后,放入氩气保护的烧结炉中在进行烧结(烧结温度:300℃,烧结时间30min.)获得锌渗流前驱体,将烧结的锌渗流前驱体预热(预热温度:250℃,预热时间10min.)备用。同时,ZLD104合金在石墨坩锅中加热到690℃熔化、保温30min.,通过压力渗流(渗流压力:9MPa,渗流体温度:680℃,渗流速度:2.5mm/s.),渗流后的复合体水冷却得到铝合金和锌前驱体的复合体,将此复合体进行加热熔除锌(加热温度:550℃,熔除时间30min.),空冷后得到孔隙率80%、孔径范围0.2mm~3mm的泡沫ZLD104合金。
实施例三:
铅球(大球直径5mm、小球直径0.2mm,大小球体积比3∶1)在混料机内混合均匀(转速:200rpm,混合时间:15min.;)后,放入氩气保护的烧结炉中在进行烧结(烧结温度:260℃,烧结时间50min.)获得铅渗流前驱体,将烧结的铅渗流前驱体预热(预热温度:220℃,预热时间10min.)备用。同时,AlSi12合金在石墨坩锅中加热熔化(加热温度650℃,保温时间30min.),通过压力渗流(渗流压力:12MPa,渗流体温度:640℃,渗流速度:3mm/s),渗流后的复合体水冷却得到铝合金和铅前驱体的复合体,将此复合体进行加热熔除铅(加热温度:450℃,熔除时间20min.),空冷后得到孔隙率98%、孔径范围0.2mm~5mm的泡沫AlSi12合金。
Claims (4)
1.一种通孔泡沫铝的制备方法,其特征是:采用熔点低于铝或铝合金的不同直径的铅或锌金属球经混合、烧结后获得前驱体,铝或铝合金为渗流体,通过压力渗流的方法将渗流体渗入到前驱体中,冷却得到复合体,加热复合体使前驱体金属铅或锌从复合体中熔除,得到通孔泡沫铝。
2.根据权利要求1所述的通孔泡沫铝的制备方法,其特征是:前驱体大金属球的直径在1mm~5mm间,小金属球的直径在0.1mm~0.5mm,大小球体积比:3∶1~11∶1;前驱体金属球在混合时,在混料机中以50rpm~300rpm的转速混合10min.~70min.;金属铅或锌球的烧结温度为其熔点的0.3~0.9倍,在氩气保护下烧结10min.~180min.,金属球烧结体在渗流前于其熔点的0.3~0.9倍的温度预热5min.~100min.;铝或铝合金基体的熔化温度比其熔点高50℃~400℃,熔化保温时间20min.~100min.;压力渗流时控制渗流压力为5MPa~100MPa,渗流温度比基体金属熔化温度低5℃~10℃,渗流速度为0.1mm/s~10mm/s,渗流后的复合体水冷却;前驱体熔除温度比前驱体金属的熔点高50℃~150℃,熔除时间10min.~100min.,熔除后采用空冷。
3.根据权利要求2所述的通孔泡沫铝的制备方法,其特征是:前驱体金属大小球分别采用两种不同直径规格的金属球,大小球的直径及具体体积比根据需要的孔隙率、孔径确定。
4.根据权利要求3所述的通孔泡沫铝的制备方法,其特征是:从复合体中熔除后的前驱体金属铅或锌回收循环利用。
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