CN103834830B - 矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用和制备多孔镁合金的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用。本发明还公开了一种制备多孔镁合金的方法，首先加热镁合金至680-740℃得到镁合金熔体，净化处理所得熔体后备用；然后取矿物油并加热至60-450℃；最后将加热后的矿物油加入镁合金熔体，静置5-10min后浇入模具，冷却成型得多孔镁合金。本发明制备多孔镁合金的方法采用矿物油作为泡沫引发剂，矿物油燃点低，与镁合金熔体混合后迅速燃烧，使镁熔液瞬间沸腾并产生气泡，而矿物油燃烧产物在高温环境下直接排出熔体，从而避免传统方法中填料准备及去除步骤，大大降低了生产成本，有利于工业化生产。

Description

矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用和制备多孔镁合金的方法

技术领域

本发明属于多孔金属领域，涉及一种多孔镁合金，特别涉及一种制备多孔镁合金的方法，本发明还涉及矿物油作为制备多孔镁合金空隙引发剂的应用。

背景技术

多孔镁合金是一种在镁基体内分布着孔洞的新型材料，由金属相和气孔组成的复合材料，既具有连续相镁的金属特点，又具有分散相气孔的特征。由于其多孔结构和金属特性，泡沫镁具有多种优秀的物理和力学性能，如：轻质、高比强度、吸声、减振、阻尼、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种性能。

目前制备多孔镁合金的方法主要有渗流铸造法、熔模铸造法和粉末冶金法。渗流铸造法把粒子堆积置于铸模内，浇入合金液以填充填料之间的孔隙，冷却凝固后形成一个三维网状互连的复合体，除去填料即得到多孔材料。熔模铸造法将通孔泡沫海绵填入到一定形状的容器中，然后充入具有足够耐火性能的浆液，风干，硬化后焙烧使泡沫海绵产生热分解而得以去除，形成一个三维网状骨架，将镁合金液体浇入此铸型中，凝固后除去耐火材料，就获得了具有三维网状互连的多孔材料。粉末冶金法将镁粉与发泡剂粉末相混合，然后采用轧制等压力加工方法制成致密的预制块，将预制块放入炉中加热升温使镁预制块膨胀，形成多孔结构。

上述制备多孔镁合金的方法的基本思想均是向镁合金熔体中加入填料，待镁合金凝固成型后在去除填料从而得到多孔镁合金。上述制造多孔材料方法的虽然具有可控程度较高的优点，但由于额外引入填料准备及去除工序，生产成本较高，不能满足工业化生产的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低沉本，大批量生产多孔镁合金的方法。本发明还将公开供矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用。

作为本发明矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用的优选，所述矿物油为煤油或汽油。

本发明还提供一种制备多孔镁合金的方法，该方法采用矿物油作为发泡剂。

作为本发明制备多孔镁合金的方法的优选，制备过程包括以下步骤：

a）熔炼镁合金：加热镁合金至680-740℃得到镁合金熔体，净化处理所得熔体后备用；

b）矿物油预处理：取矿物油并加热至60-450℃；

c）浇筑成型：首先将步骤b）加热后的矿物油倾倒入步骤a）所得的熔体中，静置5-10min后将加入了矿物油的镁合金熔体浇注入模具，冷却成型得多孔镁合金。

作为本发明制备多孔镁合金的方法的优选，步骤c）加入模具中的矿物油和镁合金熔体的体积比为1:5-10。

作为本发明制备多孔镁合金的方法的进一步优选，所述矿物油为煤油或汽油。

本发明制备多孔镁合金的方法采用矿物油作为泡沫引发剂，具有以下优点：首先，矿物油燃点低，与镁合金熔体混合后迅速燃烧，使镁熔液瞬间沸腾并产生气泡，而矿物油燃烧产物在高温环境下直接排出熔体，从而避免传统方法中填料准备及去除步骤，大大降低了生产成本，有利于工业化生产；其次，矿物油和矿物油燃烧产物不与镁合金熔体反应，避免生产过程中引入杂质；最后，矿物油燃烧产物为二氧化碳和水，对环境友好，而且高温环境易于排出以控制多孔镁合金的孔隙率。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为实施例1所得多孔镁合金铸锭宏观形貌图；

图2为对实施例1所得铸锭进行压缩实验所得应力应变曲线。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1：

本实施例制备多孔镁合金的方法，包括以下步骤：

a）熔炼镁合金：加热镁合金至720℃得到镁合金熔体，净化处理所得熔体后备用；

b）矿物油预处理：取矿物油并加热至75℃；

c）浇筑成型：首先将步骤b）加热后的矿物油缓慢倾倒入步骤a）所得的熔体中，静置5-10min后将加入了矿物油的镁合金熔体浇注入模具，冷却成型得多孔镁合金。

作为本实施例的优选，步骤c）加入模具中的矿物油和镁合金熔体的体积比为1:7。

作为本实施例的进一步优选，步骤b）所述矿物油为煤油。

实施例2：

本实施例制备多孔镁合金的方法，包括以下步骤：

a）熔炼镁合金：加热镁合金至690℃得到镁合金熔体，净化处理所得熔体后备用；

b）矿物油预处理：取矿物油并加热至400℃；

c）浇筑成型：首先将步骤b）加热后的矿物油缓慢倾倒入步骤a）所得的熔体中，静置5-10min后将加入了矿物油的镁合金熔体浇注入模具，冷却成型得多孔镁合金。

作为本实施例的优选，步骤c）加入模具中的矿物油和镁合金熔体的体积比为1:5。

作为本实施例的进一步优选，步骤b）所述矿物油为汽油。

实施例3：

本实施例制备多孔镁合金的方法，包括以下步骤：

a）熔炼镁合金：加热镁合金至730℃得到镁合金熔体，净化处理所得熔体后备用；

b）矿物油预处理：取矿物油并加热至70℃；

c）浇筑成型：首先将步骤b）加热后的矿物油缓慢倾倒入步骤a）所得的熔体中，静置5-10min后将加入了矿物油的镁合金熔体浇注入模具，冷却成型得多孔镁合金。

作为本实施例的优选，步骤c）加入模具中的矿物油和镁合金熔体的体积比为1-10。

作为本实施例的进一步优选，步骤b）所述矿物油为煤油。

性能测验：

1、铸锭宏观形貌：

图1为实施例1所制得多孔镁合金材料的宏观图。其中a、b、c分别对应于多孔镁合金材料的顶部中部和底部，图1-d为全貌图。

由上图可以看出，底部的孔密集而小，顶部的孔大而稀疏，这主要是因为在底部形成的气泡在上浮的过程中逐渐聚集，到达顶部时气孔比底部要大。铸锭中部气孔呈树枝状，这主要是由于铸锭中部熔体凝固时主要以树枝晶长大，使得孔呈现出晶体长大的形状。

2、孔隙率测定：经过测定实施例1的多孔材料孔隙率为：32.725%。

3、力学性能测试：在实施例1的多孔镁合金铸锭中部选取尺寸为20*20*10mm的试样，然后沿着孔径横向与纵向分别进行压缩实验，实验结果如图2和表1所示，其中图a和图b分别为沿着孔径横向和纵向的应力应变曲线。

表1实施例1多孔镁合金材料压缩性能数据表

压缩方向	压缩强度	屈服强度	压缩率（%）
				横向	101.72	80.55	18.7
纵向	65.54	6.63	10.9

结合图2和表1可以看出，横向与纵向的压缩强度分别为66Mpa和102MPa,压缩率为分别为11%和19%，并且在压缩过程当中没有出现明显的多次断裂的现象。

从上述检测数据可以看出，本发明所得多孔镁合金材料孔隙率高，抗压性能优异，可以用作减震缓冲材料，生物医用金属植入材料，电磁屏蔽材料等。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用。

2.根据权利要求1所述矿物油作为制备多孔镁合金发泡剂的应用，其特征在于：所述矿物油为煤油或汽油。

3.一种制备多孔镁合金的方法，其特征在于：采用矿物油作为发泡剂。

4.根据权利要求3所述制备多孔镁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）熔炼镁合金：加热镁合金至680-740℃得到镁合金熔体，净化处理所得熔体后备用；

b）矿物油预处理：取矿物油并加热至60-450℃；

c）浇注成型：首先将步骤b）加热后的矿物油倾倒入步骤a）所得的熔体中，静置5-10min后将加入了矿物油的镁合金熔体浇注入模具，冷却成型得多孔镁合金。

5.根据权利要求4所述制备多孔镁合金的方法，其特征在于：步骤c）加入模具中的矿物油和镁合金熔体的体积比为1:5-10。

6.根据权利要求3-5任意一项所述制备多孔镁合金的方法，其特征在于：所述矿物油为煤油或汽油。