CN102776403B - 泡沫铝合金板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金板材，具体地公开了一种泡沫铝合金板材，其由铝合金底材与填充料制成。所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 5-15wt%，Ti 0.2-2wt%，Cd 0.2-0.5wt%，Co 0.2-0.5wt%，Bi 0.05-0.2wt%，余量Al。所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙的混合物。本发明还公开了所述泡沫铝合金板材的制备方法。根据本发明配方及制备方法得到的泡沫铝合金板材，其填充料不用盐颗粒而是选用纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙的混合物，从根本上解决了盐的腐蚀性问题，耐腐蚀性能好、强度高，同时隔音降噪的效果好。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金板材，具体地涉及一种泡沫铝合金板材及其制备方法。
背景技术
泡沫铝合金是在铝合金中加入添加剂后经发泡工艺制备而成，同时兼有金属与气泡的特征，因此具有密度小、导热率低、耐高温、抗腐蚀、吸收冲击能力强、阻尼减震效果好、电磁屏蔽性能高、隔音降噪、耐候、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装等众多优点，在航空航天、海洋工业、交通运输工业、建筑结构工业等领域均有广泛应用。通常，泡沫铝合金分为气泡在其中独立存在的闭孔型和气泡在其中呈连续状态的通孔型两种类型。现有的通孔型泡沫铝合金采用微粒渗透法制备，通常以盐颗粒作为填充料，盐颗粒需要预热以便与所渗流的合金液保持温度接近，但是盐颗粒自身存在大量水分，预热时易板结，增加了工艺的复杂程度；盐颗粒作为填充料还具有腐蚀性，所得产品力学性能差。
CN 101956092A公开了一种通孔型微孔泡沫铝板材及其制备方法，该微孔泡沫铝板材的孔径在0.03-0.7毫米之间，空隙率45%-70%，厚度在2毫米以上，容重在0.8-1.5g/cm3之间。其制备方法主要包括筛选盐粒、加热、融化铝合金、将盐粒倒入模具中并初压、倒入铝熔体并加压，然后进行冷却、清水洗出盐等后继工艺，最后生成泡沫铝板材。其主要特征是加热工序中不需要预热而是直接加热，采用旋转式加热装置，边加热边旋转，同时搅拌器搅拌，使盐粒与热空气充分接触。该发明的技术优点在于：孔径在0.03-0.7毫米范围的泡沫铝板材具有优异的吸声性能，同时强度大大提高。采用了旋转加热的方式，使直径在0.03-0.7毫米的盐粒加热到520-580度之间时不粘接、结块，使渗流得以完成。
CN 1864895A公开了一种通孔泡沫铝板材制备工艺，选用铝合金用熔炉进行加温、恒温，选用食用颗粒盐作泡沫孔填充物作高温恒温备烘，将加热的颗粒盐放入模具内，并通过压力机加压至块状，加入铝水，并通过压机进行加压。使铝水快速充满在颗粒盐的缝隙中，形成牢固的泡沫铝骨架，固化后从模具中取出产品冷却，形成的通孔泡沫铝板孔径均匀孔隙率高，通孔率高，结构稳定，孔径可调，板厚可调，容易控制，与现生产及试制的各种泡沫铝的生产制备工艺相比，显著地提高了产品质量，提高了成品率，减少了生产成本，具备了大规模生产条件。
上述方法均以盐颗粒作为填充料，无法从根本上解决其腐蚀性以及产品力学性能差的问题。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种泡沫铝合金板材，其不用盐颗粒而是选用特殊的填充料，因而能够从根本上解决盐的腐蚀性问题，隔音降噪效果好，同时还具有优异的力学性能。本发明的另一目的在于提供该泡沫铝合金板材的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种泡沫铝合金板材，由铝合金底材与填充料制成，所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙的混合物。
优选地，所述泡沫铝合金板材中铝合金底材与填充料的体积比为1:0.5-5，例如可以是1:0.5、1:0.6、1:0.8、1:0.83、1:0.95、1:1、1:1.1、1:1.3、1:1.5、1:1.75、1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.64、1:3、1:3.4、1:3.5、1:3.82、1:4、1:4.05、1:4.2、1:4.5、1:4.8、1:5；进一步优选为1:1-4；最优选为1:2-3。
所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 5-15wt%，Ti0.2-2wt%，Cd 0.2-0.5wt%，Co 0.2-0.5wt%，Bi 0.05-0.2wt%，余量Al。
所述Cu在所述铝合金底材中的质量百分比为5-15wt%，例如可以是5-10wt%，6.5-11.5wt%，8.6-9wt%，7-13wt%，12-15wt%，5wt%，5.3wt%，5.8wt%，6wt%，6.2wt%，6.7wt%，7wt%，7.5wt%，8wt%，8.1wt%，8.4wt%，8.9wt%，9wt%，9.4wt%，9.5wt%，10wt%，10.5wt%，10.7wt%，11wt%，11.5wt%，12wt%，12.1wt%，12.7wt%，13wt%，13.5wt%，13.7wt%，14wt%，14.1wt%，14.5wt%，15wt%；优选为6-12wt%；最优选为8-10wt%。
所述Ti可提供细小均匀的基体组织，这不仅可以提高强度，还可以保证铝合金进行均匀塑性变形，避免变形过程中的应力或应变集中，有利于铝合金韧性的提高；Ti还具有极其优异的耐高低温及耐酸碱腐蚀性能，不易生锈。
所述Ti在所述铝合金底材中的质量百分比为0.2-2wt%，例如可以是0.2-1wt%，0.5-1.5wt%，0.6-0.9wt%，1.2-1.7wt%，1.8-2wt%，0.2wt%，0.3wt%，0.4wt%，0.5wt%，0.6wt%，0.7wt%，0.8wt%，0.9wt%，1wt%，1.1wt%，1.2wt%，1.3wt%，1.4wt%，1.5wt%，1.6wt%，1.7wt%，1.8wt%，1.9wt%，2wt%；优选为2-6wt%；最优选为3-5wt%。
所述Cd可以提高强度和延展性。
所述Cd在所述铝合金底材中的质量百分比为0.2-0.5wt%，例如可以是0.2-0.3wt%，0.25-0.45wt%，0.36-0.4wt%，0.28-0.47wt%，0.48-0.5wt%，0.2wt%，0.23wt%，0.25wt%，0.29wt%，0.3wt%，0.31wt%，0.35wt%，0.37wt%，0.4wt%，0.41wt%，0.45wt%，0.46wt%，0.5wt%；优选为0.25-0.45wt%；最优选为0.3-0.4wt%。
所述Co坚硬、有延展性、并且富有光泽，可以提高强度和耐腐蚀性。
所述Co在所述铝合金底材中的质量百分比为0.2-0.5wt%，例如可以是0.2-0.34wt%，0.21-0.45wt%，0.25-0.32wt%，0.33-0.47wt%，0.35-0.5wt%，0.2wt%，0.24wt%，0.25wt%，0.27wt%，0.3wt%，0.32wt%，0.35wt%，0.36wt%，0.4wt%，0.41wt%，0.45wt%，0.46wt%，0.5wt%；优选为0.25-0.45wt%；最优选为0.3-0.4wt%。
所述Bi能够显著改善合金的析出动力学，增大强化相的析出密度并使其均匀分布；同时，被吸附在再结晶晶界的Bi原子能降低界面的界面能，阻碍了晶界的移动，使得再结晶晶粒的长大使到抑制，即微量Bi的存在既细化了晶粒，又强化了晶界，使得强度提高。
所述Bi在所述铝合金底材中的质量百分比为0.05-0.2wt%，例如可以是0.05-0.15wt%，0.07-0.12wt%，0.06-0.14wt%，0.09-0.18wt%，0.14-0.16wt%，0.11-0.2wt%，0.05wt%，0.06wt%，0.07wt%，0.08wt%，0.09wt%，0.1wt%，0.11wt%，0.12wt%，0.13wt%，0.14wt%，0.15wt%，0.16wt%，0.17wt%，0.18wt%，0.19wt%，0.2wt%；优选为0.08-0.18wt%；最优选为0.1-0.15wt%。
不管本发明所述铝合金底材包括何种成分，所述铝合金底材的质量百分比之和为100%。
所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙以任意比例组成的混合物，优选地，所述填充料为纳米颗粒、麦饭石、白炭黑与碳酸钙按照1:1:1:1的重量比组成的混合物。
所述纳米颗粒可以增强致密性，利用细晶强化作用在不降低韧性的同时提高泡沫铝合金的强度，从而使耐磨性和耐腐蚀性提高；纳米颗粒的均匀分布还使得气泡的大小、形状均匀一致，进一步提高了性能。任意本领域技术人员已知及可以获得的颗粒直径在纳米级的颗粒均可应用于本发明所述的闭孔泡沫铝合金中，例如纳米二氧化硅颗粒、纳米金刚石颗粒、纳米三氧化二铝颗粒等中的任意一种或至少两种的混合物。
所述麦饭石是以无机的硅铝酸盐为主要成分并具有一定生物活性的复合矿物质，对于细菌、色素以及对于人体有害的化学元素具有吸附作用，将其应用于板材中能够提高板材的环保性。
所述白炭黑具有良好的活性和吸附率，补强效果好，能够明显提高物理学性能。
综上所述，本发明优化后的技术方案为：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:0.5-5的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 5-15wt%，Ti0.2-2wt%，Cd 0.2-0.5wt%，Co 0.2-0.5wt%，Bi 0.05-0.2wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙的混合物。
本发明进一步优化后的技术方案为：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:1-4的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 6-12wt%，Ti 2-6wt%，Cd 0.25-0.45wt%，Co 0.25-0.45wt%，Bi 0.08-0.18wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙的混合物。
本发明最优化的技术方案为：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:2-3的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 8-10wt%，Ti 3-5wt%，Cd 0.3-0.4wt%，Co 0.3-0.4wt%，Bi 0.1-0.15wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙按照1:1:1:1的重量比组成的混合物。
本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以含有其他组分，这些其他组分赋予所述泡沫铝合金板材以不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……制成”。
优选地，本发明所述的泡沫铝合金板材中基本上不含其他的杂质。此处术语“基本上不含”指的是不具有有意地添加到合金组成中的显著的该组分的量，例如＜0.005%的水平，更优选没有，可以理解在所期望的最终产品中可具有痕量附带元素和/或杂质。
进一步地，本发明还提供所述泡沫铝合金板材的制备方法，具体的步骤如下：
（1）用造粒机将填充料造成球状体，干燥后置于模具中。
优选地，所述球状体的直径为0.1-1mm，例如可以是0.1-0.5mm、0.2-0.8mm、0.35-0.6mm、0.55-0.9mm、0.4-1mm；进一步优选为0.3-0.8mm；最优选为0.4-0.5mm。
优选地，所述干燥为自然风干或低温干燥，所述低温干燥是指在低温干燥机中进行干燥，优选将低温干燥机的温度控制在5-20℃。
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具。
优选地，所述加热的温度为600-700℃，例如可以是600-650℃，608-640℃，615-675℃，635-660℃，620-700℃，600℃，607℃，612℃，615℃，620℃，626℃，630℃，635℃，640℃，649℃，650℃，660℃，672℃，685℃，696℃，700℃；进一步优选为620-680℃；最优选为640-650℃。
优选地，所述加热的过程中可以采用惰性气体对模具进行保护。
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，充分搅拌均匀得铝合金熔体，保温静止后进行下一步骤。
优选地，所述搅拌的速率为800-1500rpm，例如可以是800-1000rpm，950-1200rpm，1080-1350rpm，1150-1250rpm，1070-1500rpm，800rpm，825rpm，850rpm，900rpm，931rpm，950rpm，975rpm，1000rpm，1050rpm，1089rpm，1100rpm，1140rpm，1162rpm，1200rpm，1250rpm，1265rpm，1300rpm，1325rpm，1350rpm，1380rpm，1400rpm，1405rpm，1450rpm，1476rpm，1500rpm；进一步优选为950-1350rpm；最优选为1000-1200rpm。
优选地，所述搅拌的时间为20-600s，例如可以是20-100s，30-150s，200-360s，80-500s，120-400s，250-600s，20s，40s，50s，75s，83s，90s，100s，103s，125s，137s，150s，185s，200s，215s，240s，250s，287s，300s，309s，335s，350s，366s，385s，400s，425s，450s，470s，487s，500s，545s，550s，567s，591s，600s；进一步优选为100-500s；最优选为200-400s。
优选地，所述保温的温度为660-800℃，例如可以是660-750℃，675-700℃，680-720℃，705-760℃，740-800℃，660℃，672℃，685℃，696℃，700℃，705℃，712℃，725℃，734℃，748℃，750℃，762℃，775℃，781℃，793℃，800℃；进一步优选为665-750℃；最优选为680-720℃。
优选地，所述静置的时间为15-40min，例如可以是15-30min，20-25min，17-35min，22-29min，12-40min，15min，16min，18.5min，20min，21min，23.7min，25min，27min，28.4min，30min，33min，35min，36.2min，37min，39.5min，40min；进一步优选为18-35min；最优选为20-30min。
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体。
优选地，所述加压的压力范围为10-50MPa，例如可以是10-25MPa，12-22MPa，20-45MPa，30-40MPa，35-50MPa，10MPa，11.5MPa，14MPa，15MPa，18.6MPa，20MPa，23MPa，25MPa，26.1MPa，30MPa，33MPa，35MPa，37.4MPa，40MPa，44MPa，45MPa，47MPa，49.3MPa，50MPa；进一步优选为20-40MPa；最优选为25-30MPa。
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
优选地，所述水洗的温度为50-80℃，例如可以是50-70℃，55-65℃，68-72℃，65-79℃，71-80℃，50℃，52℃，55℃，59.6℃，60℃，60.5℃，62℃，65℃，67.3℃，70℃，72.5℃，75℃，76.2℃，78.1℃，80℃；进一步优选为60-75℃；最优选为65-70℃。
综上所述，本发明优化后的技术方案为：
一种泡沫铝合金板材的制备方法，具体的步骤如下：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.1-1mm的球状体，干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至600-700℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以800-1500rpm的速率充分搅拌20-600s，660-800℃的温度下保温静止15-40min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至10-50MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，50-80℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
本发明进一步优化后的技术方案为：
一种泡沫铝合金板材的制备方法，具体的步骤如下：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.3-0.8mm的球状体，干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至620-680℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以950-1350rpm的速率充分搅拌100-500s，665-750℃的温度下保温静止18-35min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至20-40MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，60-75℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
本发明最优化的技术方案为：
一种泡沫铝合金板材的制备方法，具体的步骤如下：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.4-0.5mm的球状体，干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至640-650℃，加热的过程中采用惰性气体对模具进行保护；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1000-1200rpm的速率充分搅拌200-400s，680-720℃的温度下保温静止20-30min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至25-30MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，65-70℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
根据本发明配方及制备方法得到的泡沫铝合金板材，其填充料不用盐颗粒而是选用纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙的混合物，从根本上解决了盐的腐蚀性问题，耐腐蚀性能好、强度高，同时隔音降噪的效果好。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但下述的各个实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:2的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 10wt%，Ti 3wt%，Cd0.4wt%，Co 0.3wt%，Bi 0.15wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙按照1:1:1:1的重量比组成的混合物。
上述泡沫铝合金板材是按照如下方法制备的：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.4-0.5mm的球状体，自然风干后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至650℃，加热的过程中采用惰性气体对模具进行保护；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1200rpm的速率充分搅拌200s，720℃的温度下保温静止20min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至25MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，70℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，力学性能参照GB/T1038-1040，声学性能参照GBT47及GBJ88，结果如下：
抗压强度：9.12MPa；
抗弯强度：8.65MPa；
抗拉强度：4.16MPa；
平均吸声系数：＞0.08（125-400HZ频率范围测定）；
降噪系数：＞0.75（250-2000HZ频率范围测定）。
实施例2：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:3的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 8wt%，Ti 5wt%，Cd0.3wt%，Co 0.4wt%，Bi 0.1wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙按照1:1:1:1的重量比组成的混合物。
上述泡沫铝合金板材是按照如下方法制备的：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.4-0.5mm的球状体，于低温干燥机中干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至640℃，加热的过程中采用惰性气体对模具进行保护；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1000rpm的速率充分搅拌400s，680℃的温度下保温静止30min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至30MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，65℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，力学性能参照GB/T1038-1040，声学性能参照GBT47及GBJ88，结果如下：
抗压强度：9.13MPa；
抗弯强度：8.62MPa；
抗拉强度：4.08MPa；
平均吸声系数：＞0.08（125-400HZ频率范围测定）；
降噪系数：＞0.76（250-2000HZ频率范围测定）。
实施例3：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:1的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 12wt%，Ti 2wt%，Cd0.45wt%，Co 0.25wt%，Bi 0.18wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙按照1:2:3:4的重量比组成的混合物。
上述泡沫铝合金板材是按照如下方法制备的：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.3-0.8mm的球状体，自然风干后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至680℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1350rpm的速率充分搅拌100s，750℃的温度下保温静止18min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至20MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，75℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，结果如下：
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，力学性能参照GB/T1038-1040，声学性能参照GBT47及GBJ88，结果如下：
抗压强度：9.04MPa；
抗弯强度：8.50MPa；
抗拉强度：4.07MPa；
平均吸声系数：＞0.078（125-400HZ频率范围测定）；
降噪系数：＞0.7（250-2000HZ频率范围测定）。
实施例4：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:4的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 6wt%，Ti 6wt%，Cd0.25wt%，Co 0.45wt%，Bi 0.08wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙按照4:3:2:1的重量比组成的混合物。
上述泡沫铝合金板材是按照如下方法制备的：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.3-0.8mm的球状体，于低温干燥机中干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至620℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以950rpm的速率充分搅拌500s，665℃的温度下保温静止35min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至40MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，60℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，结果如下：
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，力学性能参照GB/T1038-1040，声学性能参照GBT47及GBJ88，结果如下：
抗压强度：9.02MPa；
抗弯强度：8.49MPa；
抗拉强度：4.03MPa；
平均吸声系数：＞0.077（125-400HZ频率范围测定）；
降噪系数：＞0.69（250-2000HZ频率范围测定）。
实施例5：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:0.5的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu15wt%，Ti0.2wt%，Cd0.5wt%，Co0.2wt%，Bi0.2wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙按照1:3:5:7的重量比组成的混合物。
上述泡沫铝合金板材是按照如下方法制备的：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.1-1mm的球状体，自然风干后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至700℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1500rpm的速率充分搅拌20s，800℃的温度下保温静止15min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至10MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，80℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，力学性能参照GB/T1038-1040，声学性能参照GBT47及GBJ88，结果如下：
抗压强度：8.86MPa；
抗弯强度：8.35MPa；
抗拉强度：3.84MPa；
平均吸声系数：＞0.072（125-400HZ频率范围测定）；
降噪系数：＞0.65（250-2000HZ频率范围测定）。
实施例6：
一种泡沫铝合金板材，由体积比为1:5的铝合金底材与填充料制成；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu 5wt%，Ti 2wt%，Cd0.2wt%，Co 0.5wt%，Bi 0.05wt%，余量Al；所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙按照7:3:1:5的重量比组成的混合物。
上述泡沫铝合金板材是按照如下方法制备的：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.1-1mm的球状体，于低温干燥机中干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至600℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以800rpm的速率充分搅拌600s，800℃的温度下保温静止40min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至50MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，50℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
对本实施例获得的泡沫铝合金板材进行性能测试，力学性能参照GB/T1038-1040，声学性能参照GBT47及GBJ88，结果如下：
抗压强度：8.83MPa；
抗弯强度：8.34MPa；
抗拉强度：3.85MPa；
平均吸声系数：＞0.071（125-400HZ频率范围测定）；
降噪系数：＞0.63（250-2000HZ频率范围测定）。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
申请人声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种泡沫铝合金板材，由铝合金底材与填充料制成，其特征在于，所述填充料为纳米颗粒、麦饭石粉、白炭黑与碳酸钙的混合物，所述板材中铝合金底材与填充料的体积比为1:0.5-5；所述铝合金底材包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Cu5-15wt%，Ti0.2-2wt%，Cd0.2-0.5wt%，Co0.2-0.5wt%，Bi0.05-0.2wt%，余量Al。
2.根据权利要求1所述的泡沫铝合金板材，其特征在于，所述板材中铝合金底材与填充料的体积比为1:1-4。
3.根据权利要求2所述的泡沫铝合金板材，其特征在于，所述板材中铝合金底材与填充料的体积比为1:2-3。
4.根据权利要求1-3之一所述的泡沫铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）用造粒机将填充料造成球状体，干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，充分搅拌均匀得铝合金熔体，保温静止后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
5.根据权利要求4所述的泡沫铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.1-1mm的球状体，干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至600-700℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以800-1500rpm的速率充分搅拌20-600s，660-800℃的温度下保温静止15-40min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至10-50MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，50-80℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
6.根据权利要求4或5所述的泡沫铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.3-0.8mm的球状体，干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至620-680℃；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以950-1350rpm的速率充分搅拌100-500s，665-750℃的温度下保温静止18-35min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至20-40MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，60-75℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
7.根据权利要求4所述的泡沫铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）用造粒机将填充料造成直径为0.4-0.5mm的球状体，干燥后置于模具中；
（2）加热步骤（1）获得的球状体及模具至640-650℃，加热的过程中采用惰性气体对模具进行保护；
（3）将纯铝加热至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1000-1200rpm的速率充分搅拌200-400s，680-720℃的温度下保温静止20-30min后进行下一步骤；
（4）将步骤（3）的铝合金熔体加入到步骤（2）的模具中，加压至25-30MPa，使铝合金熔体充分渗入到球状体间隙，得高温泡沫铝合金熔体；
（5）冷却步骤（4）的高温泡沫铝合金熔体使其在模具中定形，锯板，65-70℃水洗熔化去除球状体，烘干成型得泡沫铝合金板材。
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