CN110756812A - 一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺，涉及泡沫铝加工技术领域，本发明以熔体发泡法制备泡沫铝材料所产生的铝屑作为原料，铝屑与钎焊剂形成立体搭接结构从而得到通孔泡沫铝；实现了泡沫铝材料加工废料铝屑的再生利用，大大降低成本；所制通孔泡沫铝呈现出良好的吸声能力，降噪系数NRC可以达到0.8以上，达到国家I级标准；并且所制通孔泡沫铝虽然属于全金属材料，但具有良好的环保、耐候性能。

Description

一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺
技术领域：
本发明涉及泡沫铝加工技术领域，具体涉及一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺。
背景技术：
钎焊，是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。钎料，又称钎焊剂，能够保证钎焊过程顺利进行，并获得牢固的钎焊接头。
泡沫铝是一种在纯铝或铝合金中加入添加剂，经过发泡或其他工艺制作而成，同时具有金属和气泡特征的新型铝基金属材料，具有密度小、耐高温、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、吸收冲击能力强、防火性能强、耐候性强等特点。泡沫铝的加工通常采用熔体发泡法，这种加工方法存在操作简单、成本低的优势，但会产生铝屑，如不对所产生的泡沫铝碎屑加以回收利用，那么就存在浪费资源、降低经济效益的问题。
本发明利用钎焊技术对泡沫铝碎屑进行再生利用从而制得通孔泡沫铝，所制通孔泡沫铝呈现出良好的使用性能，从而实现了资源的合理利用，增加了泡沫铝加工工艺的经济效益。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺，对由熔体发泡法制备泡沫铝材料所产生的铝屑进行再生利用，并且所制通孔泡沫铝呈现出良好的使用性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺，包括以下步骤：
(1)取钎焊剂，加水混合形成潮湿状态；
(2)将泡沫铝加工所产生的铝屑与潮湿的钎焊剂混合，得到混合物；
(3)将混合物置于模具中，快速加热至钎焊剂的熔化区间；
(4)迅速冷却，形成通孔泡沫铝。
为了优化钎焊剂的使用效果，本发明在钎焊剂中添加了金属元素Y和Li。
所述钎焊剂由以下质量百分比的金属成分组成：Si 5-15％、Mg 1-5％、Cu 0.5-3％、Y 0.1-0.5％、Li 0.1-0.5％，余量为Al。
所述铝屑、钎焊剂、水的质量比为100:5-20:0.5-10。
所述快速加热的升温速度大于50℃/min。
所述迅速冷却采用强制水冷，水冷速度大于100℃/min。
为了更加优化所制通孔泡沫铝的吸声性能，本发明在加工前对铝屑进行了超声波冷冻处理，通过超声波冷冻处理来稳定铝屑的泡孔结构。也就是说，本发明还提供了第二套技术方案，具体如下：
一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺，包括以下步骤：
(1)取钎焊剂，加水混合形成潮湿状态；
(2)将泡沫铝加工所产生的铝屑进行超声波冷冻处理；
(3)将处理后的铝屑与潮湿的钎焊剂混合，得到混合物；
(4)将混合物置于模具中，快速加热至钎焊剂的熔化区间；
(5)迅速冷却，形成通孔泡沫铝。
所述超声波冷冻处理的条件为超声频率40KHz、超声功率1000W、冷冻温度-15℃。
其余工艺条件同第一套技术方案。
为了进一步优化所制通孔泡沫铝的吸声性能，本发明还与钎焊剂配合使用了氢化铍，氢化铍加热至240℃会分解成铍和H2，产生的H2会扩大泡孔的尺寸并打通钎焊剂填充的泡孔。也就是说，本发明还提供了第三套技术方案，具体如下：
一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺，包括以下步骤：
(1)取钎焊剂，加水混合形成潮湿状态；
(2)将泡沫铝加工所产生的铝屑与潮湿的钎焊剂混合，再加入氢化铍混合，得到混合物；
(3)将混合物置于模具中，快速加热至钎焊剂的熔化区间；
(4)迅速冷却，形成通孔泡沫铝。
所述铝屑、钎焊剂、氢化铍、水的质量比为100:5-20:0.1-5:0.5-10。
其余工艺条件同第一套技术方案。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以熔体发泡法制备泡沫铝材料所产生的铝屑作为原料，铝屑与钎焊剂形成立体搭接结构从而得到通孔泡沫铝；
(2)本发明实现了泡沫铝材料加工废料铝屑的再生利用，大大降低成本；
(3)本发明所制通孔泡沫铝呈现出良好的吸声能力，降噪系数NRC可以达到0.8以上，达到国家I级标准；并且所制通孔泡沫铝虽然属于全金属材料，但具有良好的环保、耐候性能。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)取10kg钎焊剂，加2kg水混合形成潮湿状态；
(2)将100kg泡沫铝加工所产生的铝屑与潮湿的钎焊剂混合，得到混合物；
(3)将混合物置于模具中，以80℃/min的快速升温速度加热至650℃后保温30min；
(4)迅速冷却，采用强制水冷，水冷速度为120℃/min，形成通孔泡沫铝。
钎焊剂由以下质量百分比的金属成分组成：Si 12％、Mg 2.5％、Cu 1.5％、Y0.35％、Li 0.25％，余量为Al。
实施例2
将实施例1中的步骤(2)、(3)、(4)分别修改为步骤(3)、(4)、(5)，增加步骤(2)：将泡沫铝加工所产生的铝屑进行超声波冷冻处理，超声频率40KHz、超声功率1000W、冷冻温度-15℃，处理时间30min。其余同实施例1。
实施例3
将实施例1中的步骤(2)替换为“将100kg泡沫铝加工所产生的铝屑与潮湿的钎焊剂混合，再加入0.5kg氢化铍混合，得到混合物”，其余同实施例1。
对照例1
将实施例1所使用的钎焊剂中的Li去除，即钎焊剂由以下质量百分比的金属成分组成：Si 12％、Mg 2.5％、Cu 1.5％、Y 0.35％，余量为Al。其余同实施例1。
对照例2
将实施例1所使用的钎焊剂中的Y去除，即钎焊剂由以下质量百分比的金属成分组成：Si 12％、Mg 2.5％、Cu 1.5％、Li 0.25％，余量为Al。其余同实施例1。
分别利用上述实施例和对照例由同批泡沫铝加工所产生的铝屑制备通孔泡沫铝，并测定所制通孔泡沫铝的降噪系数NRC，结果如表1所示。
降噪系数NRC是指在250、500、1000、2000Hz测定的吸声系数的平均值，算到小数点后两位，末位取0或5。NRC＝(α250+α500+α1000+α2000)/4。
表1通孔泡沫铝的降噪系数NRC
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2
NRC 0.85 0.90 0.90 0.70 0.60
由表1可知，本发明通过钎焊剂中Li和Y的添加、对铝屑的超声波冷冻处理、氢化铍的使用能够相应提高所制通孔泡沫铝的降噪系数，而NRC数值越大说明通孔泡沫铝的隔声性能越好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于钎焊的通孔泡沫铝生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取钎焊剂，加水混合形成潮湿状态；
(2)将泡沫铝加工所产生的铝屑与潮湿的钎焊剂混合，得到混合物；
(3)将混合物置于模具中，快速加热至钎焊剂的熔化区间；
(4)迅速冷却，形成通孔泡沫铝。
2.根据权利要求1所述的通孔泡沫铝生产工艺，其特征在于：所述钎焊剂由以下质量百分比的金属成分组成：Si 5-15％、Mg 1-5％、Cu 0.5-3％、Y0.1-0.5％、Li 0.1-0.5％，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的通孔泡沫铝生产工艺，其特征在于：所述铝屑、钎焊剂、水的质量比为100:5-20:0.5-10。
4.根据权利要求1所述的通孔泡沫铝生产工艺，其特征在于：所述快速加热的升温速度大于50℃/min。
5.根据权利要求1所述的通孔泡沫铝生产工艺，其特征在于：所述迅速冷却采用强制水冷，水冷速度大于100℃/min。
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