CN111826541B - 一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法,将钢棒一、钢棒二和钢棒三以相互贯穿的形式插入有相对孔洞的外框桶里面；将金属铝升温至680℃‑740℃，融化成铝液，把液态铝浇筑到外框桶内，然后通过上盖板对外框桶的表面进行加压整平；对外框桶进行降温冷却，将钢棒一、钢棒二和钢棒三从外框桶内脱去，进而取出成型的通孔泡沫铝样品，本发明的有益效果是：具有工艺简单、成本低、循环使用性强，这种方法制备出来的通孔泡沫铝的孔隙率、孔径和孔状取决于钢棒的类型和外框桶的孔洞，所以这种通孔泡沫铝的所有特定因素都是可以预先设计的，完全符合各种产业的需求，可实现工业化生产，从而具有广阔的应用前景。

Description

一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法
技术领域
本发明涉及泡沫铝技术领域，具体为一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法。
背景技术
泡沫铝是一种由铝或铝合金为原料的多孔泡沫金属，作为结构材料，它具有轻质、高比强度的特点；作为功能材料，它具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能。
泡沫铝可分为通孔泡沫铝（亦称开孔泡沫铝）和闭孔泡沫铝两大类。目前制作通孔泡沫铝最常见的方法是渗流铸造法，其工艺过程为使用多边形的颗粒（一般为氯化钠颗粒）为预制体材料，最终获得以不规则的多边形孔为特征的通孔泡沫铝。然而，这种方法制备出来的通孔泡沫铝，其孔隙率只能控制在50%-75%范围内，而不能精确设计到某一个孔隙率，并且其内部结构也非常复杂，从而造成该通孔泡沫铝不能广泛地应用到各种领域。因此，开发孔形状规则，性能稳定和孔结构特征可控的通孔泡沫铝及相应的制备技术对其实际应用是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法,包括以下步骤：
步骤一：在三种不同类型的钢棒一、钢棒二和钢棒三表面涂上一层硬化的石膏，之后让钢棒一、钢棒二和钢棒三以相互贯穿的形式插入有相对孔洞的外框桶里面；
步骤二：将金属铝升温至680℃-740℃，融化成铝液，把液态铝浇筑到装有钢棒一、钢棒二和钢棒三的外框桶内，让铝液占满外框桶里面的所有间隙，然后让带有对应孔洞的上盖板对外框桶的表面进行加压整平；
步骤三：对外框桶进行降温冷却，让强水冲洗钢棒一、钢棒二和钢棒三表面的石膏层，将钢棒一、钢棒二和钢棒三从外框桶内脱去，进而取出成型的通孔泡沫铝样品，用水冲洗掉残余在通孔泡沫铝样品上的石膏碎片。
优选的，所述三种不同类型的钢棒一、钢棒二、钢棒三以及外框桶均选用熔点在1398℃-1454℃的304不锈钢制成，所述钢棒一、钢棒二和钢棒三的厚度至少为1毫米，所述外框桶的厚度至少为3毫米。
优选的，所述钢棒一的截面尺寸最大，并且沿棒长方向自上而下设置有两种与钢棒二和钢棒三对应的不同通孔，所述钢棒二的截面尺寸最小，没有通孔，所述钢棒三沿棒长方向设置有与钢棒二对应的通孔，所述钢棒一、钢棒二、钢棒三三者之间分别两两互相垂直，所述钢棒二贯穿钢棒一，所述钢棒三同时贯穿钢棒一和钢棒二的连接处。
优选的，所述外框桶的上表面镂空，并且外框桶的其余各个表面均开设有与对应钢棒相匹配的孔洞。
优选的，预先在钢棒一、钢棒二和钢棒三的表面附上耐高温的石膏层，所述上盖板上固定安装有手柄且带有对应的孔洞。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.常规方法制备出的泡沫铝一般为多边形孔，孔的形状不规则。采用本发明制备的泡沫铝形状和孔隙率完全是有规律和均匀的，而且是预先设计的。因为只要把钢棒和外框桶设计成预定的形式，之后成形的通孔泡沫铝的内部孔结构就是原来预定的形式。
2. 常规方法制备出的泡沫铝，在内部可能形成闭孔，使其氯化钠颗粒不易清理出来，导致氯化钠颗粒腐蚀金属，影响泡沫铝性能。采用本发明制备的泡沫铝不会形成闭孔，清洗石膏层也简单方便。
3. 本发明制备的通孔泡沫铝其所使用的模具，均具备耐高温和高刚度的特点，因此可以重复使用，用于大规模化的生产。
附图说明
图1为本发明三维图；
图2为本发明外框桶图；
图3为本发明上盖板图；
图4为本发明钢棒分类图；
图5为本发明钢棒组合图。
图中：1手柄、2上盖板、3钢棒一、4钢棒二、5钢棒三、6外框桶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法,包括以下步骤：
步骤一：在三种不同类型的钢棒一3、钢棒二4和钢棒三5表面涂上一层硬化的石膏，之后让钢棒一3、钢棒二4和钢棒三5以相互贯穿的形式插入有相对孔洞的外框桶6里面；
步骤二：将金属铝升温至680℃-740℃，融化成铝液，把液态铝浇筑到装有钢棒一3、钢棒二4和钢棒三5的外框桶6内，让铝液占满外框桶6里面的所有间隙，然后让带有对应孔洞的上盖板2对外框桶6的表面进行加压整平；
步骤三：对外框桶6进行降温冷却，让强水冲洗钢棒一3、钢棒二4和钢棒三5表面的石膏层，将钢棒一3、钢棒二4和钢棒三5从外框桶6内脱去，进而取出成型的通孔泡沫铝样品，用水冲洗掉残余在通孔泡沫铝样品上的石膏碎片。
值得注意的是，所述三种不同类型的钢棒一3、钢棒二4、钢棒三5以及外框桶6均选用熔点在1398℃-1454℃的304不锈钢制成，所述钢棒一3、钢棒二4和钢棒三5的厚度至少为1毫米，所述外框桶6的厚度至少为3毫米，所述钢棒一3的截面尺寸最大，并且沿棒长方向自上而下设置有两种与钢棒二4和钢棒三5对应的不同通孔，所述钢棒二4的截面尺寸最小，没有通孔，所述钢棒三5沿棒长方向设置有与钢棒二4对应的通孔，所述钢棒一3、钢棒二4、钢棒三5三者之间分别两两互相垂直，所述钢棒二4贯穿钢棒一3，所述钢棒三5同时贯穿钢棒一3和钢棒二4的连接处。
值得注意的是，所述外框桶6的上表面镂空，并且外框桶6的其余各个表面均开设有与对应钢棒相匹配的孔洞，预先在钢棒一3、钢棒二4和钢棒三5的表面附上耐高温的石膏层，所述上盖板2上固定安装有手柄1且带有对应的孔洞。
实施例一：制备均匀成孔的通孔泡沫铝，要求孔隙率为69.75%，孔径为4mm、3mm和2mm的圆截面孔洞。
将附有石膏层的钢棒一设计为直径为4毫米，长度为60毫米的圆棒，沿棒长方向分别等距设置两种直径为3毫米和2毫米的通孔组，其通孔之间的圆心距为5毫米，共计7个；随后附有石膏层的钢棒三设计为直径5毫米，并且在其表面开设直径为2毫米的通孔，圆心距为5毫米，共计7个，如图4所示；
其中外框桶如图2所示为变成46毫米的立方体凹槽，其厚度为3毫米，上表面镂空，下表面分布着49个直径为4毫米的孔洞，其孔洞之间的圆心距为5毫米，而外框桶的左右两个表面分别各自分布有49个直径为3毫米和2毫米的孔洞，其圆心距为5毫米，随后按照上述步骤依次进行就可以得到通孔泡沫铝样品。
值得注意的是，由本发明制备的通孔泡沫铝，其内部孔洞均是由插入外框桶内的钢棒一、钢棒二和钢棒三所构成，因此只要通过预先设计钢棒一、钢棒二、钢棒三和外框桶的类型，就可以得到所需要的通孔泡沫铝样品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法,包括以下步骤：
步骤一：在三种不同类型的钢棒一（3）、钢棒二（4）和钢棒三（5）表面涂上一层硬化的石膏，之后让钢棒一（3）、钢棒二（4）和钢棒三（5）以相互贯穿的形式插入有相对孔洞的外框桶（6）里面；
步骤二：将金属铝升温至680℃-740℃，熔 化成铝液，把液态铝浇注 到装有钢棒一（3）、钢棒二（4）和钢棒三（5）的外框桶（6）内，让铝液占满外框桶（6）里面的所有间隙，然后让带有对应孔洞的上盖板（2）对外框桶（6）的表面进行加压整平；
步骤三：对外框桶（6）进行降温冷却，让强水冲洗钢棒一（3）、钢棒二（4）和钢棒三（5）表面的石膏层，将钢棒一（3）、钢棒二（4）和钢棒三（5）从外框桶（6）内脱去，进而取出成型的通孔泡沫铝样品，用水冲洗掉残余在通孔泡沫铝样品上的石膏碎片；
所述钢棒一（3）的截面尺寸最大，并且沿棒长方向自上而下设置有两种与钢棒二（4）和钢棒三（5）对应的不同通孔，所述钢棒二（4）的截面尺寸最小，没有通孔，所述钢棒三（5）沿棒长方向设置有与钢棒二（4）对应的通孔，所述钢棒一（3）、钢棒二（4）、钢棒三（5）三者之间分别两两互相垂直，所述钢棒二（4）贯穿钢棒一（3），所述钢棒三（5）同时贯穿钢棒一（3）和钢棒二（4）的连接处。
2.根据权利要求1所述的一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法，其特征在于：所述三种不同类型的钢棒一（3）、钢棒二（4）、钢棒三（5）以及外框桶（6）均选用熔点在1398℃-1454℃的304不锈钢制成，所述钢棒一（3）、钢棒二（4）和钢棒三（5）的厚度至少为1毫米，所述外框桶（6）的厚度至少为3毫米。
3.根据权利要求1所述的一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法，其特征在于：所述外框桶（6）的上表面镂空，并且外框桶（6）的其余各个表面均开设有与对应钢棒相匹配的孔洞。
4.根据权利要求1所述的一种通孔泡沫铝的均匀成孔制备方法，其特征在于：预先在钢棒一（3）、钢棒二（4）和钢棒三（5）的表面附上耐高温的石膏层，所述上盖板（2）上固定安装有手柄（1）且带有对应的孔洞。
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