CN103757459B - 一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺 - Google Patents

一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103757459B
CN103757459B CN201410015998.2A CN201410015998A CN103757459B CN 103757459 B CN103757459 B CN 103757459B CN 201410015998 A CN201410015998 A CN 201410015998A CN 103757459 B CN103757459 B CN 103757459B
Authority
CN
China
Prior art keywords
melt
foaming
foamed aluminium
caco
stirring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410015998.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103757459A (zh
Inventor
杨东辉
胡中芸
李军
江静华
马爱斌
陈建清
陈伟萍
迟挺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Hehai Technology Ltd
Hohai University HHU
Original Assignee
Nanjing Hehai Technology Co Ltd
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Hehai Technology Co Ltd, Hohai University HHU filed Critical Nanjing Hehai Technology Co Ltd
Priority to CN201410015998.2A priority Critical patent/CN103757459B/zh
Publication of CN103757459A publication Critical patent/CN103757459A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103757459B publication Critical patent/CN103757459B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的新工艺，属于多孔金属材料的制备领域。该工艺以碳酸钙为发泡剂，在熔体中加入纯镁块，通过Mg、Al和CaCO3三者之间的反应生成的气体来使熔体发泡，反应生成的氧化物可以提高熔体的黏度。由于释气反应较为缓慢平稳，相较于氢化钛作为发泡剂，该工艺解决了泡沫铝孔结构粗大的问题。该工艺具体步骤为：在铝熔体中加入纯镁块，搅拌均匀后再加入碳酸钙，搅拌发泡并保温一段时间后水冷，便可获得孔隙率为50.0%~85.0%，平均孔径在1.0-2.0mm左右的泡沫铝样品。本发明无需增粘，简化了生产工艺，降低了生产成本，适合规模化生产。

Description

一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺
技术领域
本发明属于多孔金属材料的制备领域，尤其涉及一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的方法。
背景技术
自1948年由美国的Sosnik首先在铝中加入汞制备泡沫铝以来，泡沫铝由于密度小、比强度和比刚度高，阻尼性能、能量吸收性能、吸声、隔声和隔热性能好及多功能兼容性能优异，一直吸引着各国相关研究者对其制备、性能和应用的探索，是目前为止应用最为广泛的泡沫金属之一。泡沫铝的制备方法很多，其中熔体发泡法因其设备简单，成本较低等特点，成为规模化生产的首选工艺。
目前，用熔体发泡法制备泡沫铝时大多选用氢化钛作为发泡剂，但是氢化钛较为昂贵，并且氢化钛高温分解速度快，气泡形成迅速，容易上浮、破碎或合并，形成的气孔粗大。因此，为了让气体能够稳定地留在熔体中，往往要向熔体中加入陶瓷颗粒增粘，但是增粘剂的加入会提高泡沫铝的制备成本，同时熔体增粘需要一定的增粘时间。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提出一种操作简单、成本低廉的小孔径泡沫铝的制备方法。
本发明通过在工业纯铝(纯度>99.9％)中先后加入镁块和碳酸钙(5μm，纯度>99.5％)制备出了孔结构均匀、力学性能良好的小孔径泡沫铝合金，其孔隙率为50.0％～85.0％，平均孔径在1.0-2.0mm左右，在制备过程中无需对铝熔体进行增粘。工艺步骤是：选用工业纯铝作为发泡基体，将铝熔化后加入镁块，待其溶于铝熔体中后，加入碳酸钙粉末搅拌并保温发泡，然后冷却制得泡沫铝。具体包括以下几步：
(1)将纯铝放入不锈钢坩埚中，在电阻炉中升温至700℃使铝锭熔化，然后保温10分钟；
(2)在670℃～750℃时，向铝熔体中加入CaCO3摩尔量1-5倍的金属镁块，静置10-15分钟后以400rpm搅拌熔体5-10分钟；
(3)在670℃-750℃时，将基体质量1.0-5.0％的CaCO3粉末在搅拌桨1000rpm的转速下加入到熔体中，搅拌时间持续30-90秒，此时熔体开始发泡，此即为搅拌发泡阶段；
(4)当搅拌发泡阶段结束后，迅速提出搅拌浆，将熔体泡沫在炉中保温30-90秒后取出坩埚，水冷后获得泡沫铝样品。
发明原理：在用熔体发泡法制备泡沫铝的过程中，镁一直作为辅助用的活性剂与其它作用剂混合使用，对其在发泡过程中产生的积极作用没有引起广泛重视。本发明在铝熔体中添加一定量的镁块，待其完全熔化并均匀地分散在熔体中时再加入碳酸钙，使碳酸钙在铝熔体中反应产气的过程较温和，铝熔体泡沫化过程容易控制，能够制备出孔结构均匀的泡沫铝。另外，在铝熔体泡沫化过程中产生的大量氧化物颗粒对铝熔体有增粘作用，并可以存在于胞壁中，有利于小孔径胞孔的形成。
本发明有以下优点：
(1)与传统发泡工艺相比，本发明无需增粘剂，无需熔体增粘过程，降低了生产成本，简化了生产工艺，有利于提高生产效率，促进泡沫金属的生产和普及。
(2)加入镁块后能有效改善熔体与碳酸钙粉末之间的湿润性，使碳酸钙粉末能更均匀地分布于熔体中，有利于制备出孔结构均匀的泡沫制品。
(3)镁块加入铝熔体中，与碳酸钙反应产气进行发泡，产生的氧化物能够提高熔体的粘度，无需另外加入增粘剂。
(4)碳酸钙不仅比氢化钛价格便宜，而且高温热稳定性好，分解缓慢，这有利于延长搅拌时间使其能在熔体中混合得更加均匀，制备所得样孔结构更加均匀细小。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
图2为本发明以CaCO3为发泡剂制备的泡沫铝(孔隙率＝83.3％)的截面图及其体视显微图。
具体实施方式
实施方式一：将工业纯铝在不锈钢坩埚中加热到700℃熔化，保温10min后除去熔体表面的氧化膜；然后向铝熔体中加入CaCO3摩尔量2倍的金属镁块，10分钟之后以400rpm的速度搅拌5分钟；将熔体温度升高为710℃，然后将基体质量1.8％的碳酸钙加入熔体以1000rpm的速度搅拌35秒，保温发泡60s，取出坩埚水冷，可获得平均孔径2.0mm、孔隙率80％、孔结构均匀的泡沫铝。
实施方式二：将工业纯铝在不锈钢坩埚中加热到700℃熔化，保温10min后除去熔体表面的氧化膜；将温度调整至680℃，然后向铝熔体中加入CaCO3摩尔量2倍的金属镁块，10分钟之后以400rpm的速度搅拌5分钟；将熔体温度调整为670℃，然后将基体质量1.5％的碳酸钙加入熔体以1000rpm的速度搅拌50秒，保温发泡30s，取出坩埚水冷，可获得平均孔径1.0mm、孔隙率60％、孔结构均匀的泡沫铝。
实施方式三：将工业纯铝在不锈钢坩埚中加热到700℃熔化、保温10min，除去熔体表面的氧化膜；将温度调整至690℃，将CaCO3摩尔量3倍的纯镁块加入熔体，10分钟之后以400rpm的速度搅拌5分钟；将熔体温度上升至700℃，然后将基体质量1.5％的碳酸钙加入熔体以1000rpm的速度搅拌40秒，保温发泡90秒，取出坩埚水冷，可获得平均孔径1.5mm、孔隙率70％、孔结构均匀的泡沫铝。

Claims (1)

1.一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺，其特征在于向铝熔体中加入镁块和碳酸钙粉末，通过Al、Mg和CaCO3三者之间的反应完成发泡，整个发泡过程无需加入增粘剂；小孔径泡沫铝的制备特征在于将CaCO3摩尔量1-5倍的块状镁加入到纯铝熔体中，然后加入基体质量1.0-5.0％的CaCO3粉末，搅拌、保温发泡，具体工艺步骤包括以下几步：
(1)将纯铝放入不锈钢坩埚中，在电阻炉中升温至700℃使铝锭熔化，然后保温10分钟；
(2)在670℃～700℃时，向铝熔体中加入CaCO3摩尔量1-5倍的金属镁块，静置10-15分钟后搅拌熔体5-10分钟；
(3)在670℃～750℃时，将基体质量1.0-5.0％的CaCO3粉末在搅拌桨800-1500rpm的转速下加入到熔体中，搅拌时间持续30-90秒，此时熔体开始发泡，此即为搅拌发泡阶段；
(4)当搅拌发泡阶段结束后，迅速提出搅拌浆，将熔体泡沫在炉中保温30-90秒后取出坩埚，水冷后获得泡沫铝样品。
CN201410015998.2A 2014-01-15 2014-01-15 一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺 Active CN103757459B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410015998.2A CN103757459B (zh) 2014-01-15 2014-01-15 一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410015998.2A CN103757459B (zh) 2014-01-15 2014-01-15 一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103757459A CN103757459A (zh) 2014-04-30
CN103757459B true CN103757459B (zh) 2016-06-08

Family

ID=50524773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410015998.2A Active CN103757459B (zh) 2014-01-15 2014-01-15 一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103757459B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104451488A (zh) * 2014-12-23 2015-03-25 常熟市鑫吉利金属制品有限公司 一种耐腐蚀耐磨金属制品的制备方法
CN105506333B (zh) * 2015-12-16 2018-01-26 湖南科技大学 一种多孔铝合金材料及其制备方法和应用
CN106167858B (zh) * 2016-09-14 2017-11-21 郑州峰泰纳米材料有限公司 二次泡沫化制备泡沫铝合金的方法
CN106702199B (zh) * 2017-01-21 2018-08-10 杨林 一种发泡铝材料的制备方法
CN106756188B (zh) * 2017-01-21 2018-07-10 杨林 一种孔结构均匀的泡沫铝制备方法
CN107012353A (zh) * 2017-04-21 2017-08-04 新疆大学 一种制备泡沫铝的低成本的增粘剂和发泡剂
CN107321981A (zh) * 2017-06-06 2017-11-07 河海大学 一种粉末冶金法制备闭孔泡沫铜基材料的方法
CN115595464A (zh) * 2021-06-28 2023-01-13 丹阳市俊晧金属科技有限公司（Cn） 一种大尺寸、孔结构均匀的胞状铝块材制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101338388A (zh) * 2008-08-26 2009-01-07 东南大学 采用新型发泡剂二次泡沫化制备泡沫铝及铝合金的方法
CN102296203A (zh) * 2011-08-30 2011-12-28 吴江市精工铝字制造厂 一种泡沫铝及泡沫铝合金的发泡剂及其制备方法
CN102296202A (zh) * 2011-08-30 2011-12-28 吴江市精工铝字制造厂 发泡剂及其制备方法
CN102312117A (zh) * 2011-10-11 2012-01-11 大连交通大学 吹气发泡连续生产闭孔泡沫铝的方法及设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101338388A (zh) * 2008-08-26 2009-01-07 东南大学 采用新型发泡剂二次泡沫化制备泡沫铝及铝合金的方法
CN102296203A (zh) * 2011-08-30 2011-12-28 吴江市精工铝字制造厂 一种泡沫铝及泡沫铝合金的发泡剂及其制备方法
CN102296202A (zh) * 2011-08-30 2011-12-28 吴江市精工铝字制造厂 发泡剂及其制备方法
CN102312117A (zh) * 2011-10-11 2012-01-11 大连交通大学 吹气发泡连续生产闭孔泡沫铝的方法及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN103757459A (zh) 2014-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103757459B (zh) 一种无需增粘熔体发泡法制备小孔径泡沫铝的工艺
CN106433564A (zh) 石墨烯气凝胶复合强化的石蜡型相变蓄热材料及制备方法
CN102002607B (zh) 一次熔体发泡制备泡沫铝的方法
CN103898351B (zh) 一种可控结构闭孔泡沫铝锭的高效连续铸造方法
Li et al. Preparation and characterization of glass–ceramic foams with waste quartz sand and coal gangue in different proportions
CN101182608B (zh) 一种小孔径泡沫铝的制备方法
CN105385874B (zh) 一种小孔径泡沫铝的熔体连续发泡制备方法
CN104263988B (zh) 一种TiB2颗粒增强泡沫铝/铝合金的制备方法
CN101082092A (zh) 泡沫铝及铝合金的增黏发泡制备方法
CN103498090B (zh) 铸态大块梯度材料的制备方法及其使用装置
CN100563874C (zh) 用于制备均匀孔结构泡沫铝合金异型件的方法
CN105924225A (zh) 一种莫来石结合碳化硅多孔陶瓷的制备方法
CN104788113A (zh) 一种轻量耐蚀铝-镁浇注料及其制备方法
JP2005290493A (ja) 高気孔率発泡焼結体の製造方法
CN103586427B (zh) 激冷机械搅拌制备镁合金液态/半固态熔体的方法及装置
CN104032135B (zh) 一种废泡沫镁回收的方法
CN114749679A (zh) 一种多孔框架结构增强镁基复合材料及其制备方法
CN1644723A (zh) 密度、孔径可控的泡沫铝硅合金材料的制备方法
CN1546696A (zh) 低孔隙率闭孔泡沫铝合金及其制备方法
CN104611603B (zh) 一种基于熔体发泡法生产泡沫铝的改进工艺
CN201755460U (zh) 用于生产大型泡沫铝的搅拌器
CN106995888A (zh) 一种采用熔体液面剪切工艺制备泡沫铝合金的方法
CN107552795A (zh) 一种利用多孔淀粉发泡制备泡沫金属的方法
CN102776398A (zh) 一种用高能超声制备镁钆中间合金的方法
CN103045882A (zh) 一种高能超声制备铝镨中间合金的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yang Donghui

Inventor after: Hu Zhongyun

Inventor after: Li Jun

Inventor after: Jiang Jinghua

Inventor after: Ma Aibin

Inventor after: Chen Jianqing

Inventor after: Chen Weiping

Inventor after: Chi Ting

Inventor before: Yang Donghui

Inventor before: Hu Zhongyun

Inventor before: Li Jun

Inventor before: Jiang Jinghua

Inventor before: Ma Aibin

Inventor before: Chen Jianqing

Inventor before: Chen Weiping

COR Change of bibliographic data
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160114

Address after: Xikang Road, Gulou District of Nanjing city of Jiangsu Province, No. 1 210098

Applicant after: HOHAI University

Applicant after: NANJING HEHAI TECHNOLOGY Ltd.

Address before: Xikang Road, Gulou District of Nanjing city of Jiangsu Province, No. 1 210098

Applicant before: HOHAI University

Applicant before: Changzhou Hehai Technology Research Institute Co.,Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20140430

Assignee: Danyang Junyu Metal Technology Co.,Ltd.

Assignor: NANJING HEHAI TECHNOLOGY Ltd.|HOHAI University

Contract record no.: X2019980001366

Denomination of invention: Technology for preparing small-aperture aluminum foam without viscous melt foaming method

Granted publication date: 20160608

License type: Exclusive License

Record date: 20191227