CN104690275A - 一种泡沫铝三明治结构的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泡沫铝三明治结构的制备工艺。其技术方案是：根据所需的泡沫铝芯合金成分，将铝粉和其他合金元素粉(如硅等)及发泡剂TiH2按一定重量比混合。将混合粉与面板一起放人模具中(混合粉在两块面板之间)，沿轴向冷、热压制，得到可发泡三明治复合板。随后在适当的温度下加热至复合板的芯部熔融，发泡剂分解出气体使铝熔体发泡，得到具有冶金界面结合的泡沫铝芯三明治结构。本发明的特点是：粉末冶金法有两个重要的优点：一是与其他方法比较可用的合金成分更为广泛，有利于改善泡沫铝的力学性能；二是可以直接制造形状复杂的部件，在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业具有广泛应用前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种泡沫铝三明治结构的制备工艺。
背景技术
以较高孔隙率和轻质为特征的超轻型泡沫铝具有高比强、高能童吸收、高阻尼、隔声、吸声、隔热和电磁屏蔽等多功能兼容性能，因而正成为当今研究热点之一。高技术的需求使得具有更高比强度、比刚度的泡沫铝正成为发展的重点。由金属面板与泡沫铝芯构成的三明治结构的特点是轻质、高比刚度，并具有良好的减振(阻尼)性能，在汽车、航天、航空等领域将有广泛应用前景。传统三明治芯为蜂窝铝或新近发展的泡沫铝板，但均使用胶粘技术。该种三明治结构的胶粘部份存在不耐温、易老化等问题;因而应用受到限制。。
为了克服上述问题，本发明一种泡沫铝三明治结构的制备工艺，采用粉末冶金发泡法可以制备出面板与芯部达到冶金结合的泡沫铝三明治，正好可以克服以上一些缺点。采用该法较成功地制备出钛、铝面板泡沫铝三明治，同时优化工艺参数，提升市场应用潜能。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种泡沫铝三明治结构的制备工艺。其技术方案是一种泡沫铝三明治结构的制备工艺，其特征是：根据所需的泡沫铝芯合金成分，将铝粉和其他合金元素粉(如硅等)及发泡剂TiH2按一定重量比混合，将混合粉与面板一起放人模具中(混合粉在两块面板之间)，沿轴向冷、热压制，得到可发泡三明治复合板。随后在适当的温度下加热至复合板的芯部熔融，发泡剂分解出气体使铝熔体发泡，得到具有冶金界面结合的泡沫铝芯三明治结构。
具体工艺：将铝粉或铝一硅混合粉与发泡剂TiH2混合，保证TiH2颗均匀弥散的分布在粉体之中，一般混粉5~6h比较合适，混合粉与钛或铝板一起置人中45mm的国柱形模具中冷压，压力100MPa，得到一定密度的压制坯。再经450℃热压，压力200~300MPa，得到圆片状的可发泡三明治复合板。合适加热炉温为750℃。其中面板的厚度分别为1mm(铝板)，2mm（钛板)，可发泡芯的厚度为7mm。
本发明的特点是：采用粉末冶金发泡法成功地制备出钛、铝面板泡沫铝芯的三明治结构。本发明采用了冷压和热压的压制工艺，并分别研究了其对发泡的影响。可发泡铝芯加热时，经历微膨胀、显著膨胀及收缩等阶段，对应的孔结构经历裂隙形成、球形孔长大及破裂、合并等演化过程。粉末冶金法有两个重要的优点：一是与其他方法比较可用的合金成分更为广泛，有利于改善泡沫铝的力学性能；二是可以直接制造形状复杂的部件，在建筑、交通运输、机械、电子、通讯和军工等行业具有广泛应用前景。
具体实施方式
一种泡沫铝三明治结构的制备工艺，其特征是：根据所需的泡沫铝芯合金成分，将铝粉和其他合金元素粉(如硅等)及发泡剂TiH2按一定重量比混合，将混合粉与面板一起放人模具中(混合粉在两块面板之间)，沿轴向冷、热压制，得到可发泡三明治复合板。随后在适当的温度下加热至复合板的芯部熔融，发泡剂分解出气体使铝熔体发泡，得到具有冶金界面结合的泡沫铝芯三明治结构。
具体工艺：将铝粉或铝一硅混合粉与发泡剂TiH2混合，保证TiH2颗均匀弥散的分布在粉体之中，一般混粉5~6h比较合适，混合粉与钛或铝板一起置人中45mm的国柱形模具中冷压，压力100MPa，得到一定密度的压制坯。再经450℃热压，压力200~300MPa，得到圆片状的可发泡三明治复合板。合适加热炉温为750℃。其中面板的厚度分别为1mm(铝板)，2mm（钛板)，可发泡芯的厚度为7mm。
Claims (3)
1.一种泡沫铝三明治结构的制备工艺，其特征是：根据所需的泡沫铝芯合金成分，将铝粉和其他合金元素粉(如硅等)及发泡剂TiH2按一定重量比混合，将混合粉与面板一起放人模具中(混合粉在两块面板之间)，沿轴向冷、热压制，得到可发泡三明治复合板，随后在适当的温度下加热至复合板的芯部熔融，发泡剂分解出气体使铝熔体发泡，得到具有冶金界面结合的泡沫铝芯三明治结构。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫铝三明治结构的制备工艺，其特征是：具体工艺：将铝粉或铝一硅混合粉与发泡剂TiH2混合，保证TiH2颗均匀弥散的分布在粉体之中， 一般混粉5~6h比较合适，混合粉与钛或铝板一起置人中45mm的国柱形模具中冷压，压力100MPa，得到一定密度的压制坯，再经450℃热压，压力200~300MPa，得到圆片状的可发泡三明治复合板，合适加热炉温为750℃。
3.根据权利要求1所述的一种泡沫铝三明治结构的制备工艺，其特征是：其中面板的厚度分别为1mm(铝板)，2mm（钛板)，可发泡芯的厚度为7mm。
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