CN112008064A - 一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法 - Google Patents

一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，首先，制备用于制作填充复合材料的开孔泡沫金属复合体坯料，并进行线切割，得到所需形状和尺寸的开孔泡沫金属复合体型芯；然后，在开孔泡沫金属复合体型芯的表面，制作填充复合材料的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫金属冶金结合的制作；接着，对开孔泡沫金属填充复合坯料，进行粗加工，使得加工后的各部分尺寸略大于所需泡沫金属填充复合材料的尺寸，并将粗加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的开孔泡沫金属孔隙中的复合物进行熔除操作；最后，通过精加工得到开孔泡沫金属填充复合材料。本发明中开孔泡沫金属与金属壁之间为冶金结合，与胶粘粘法结等相比，耐高温且不易老化。

Description

一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法
技术领域
本发明涉及层状复合材料的制备领域，特别涉及一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法。
背景技术
泡沫金属填充复合材料作为一种新兴的多孔复合材料,相较于传统金属材料,具有很多独特的物理性能。如泡沫铝夹芯板，其具有质轻、比刚度和比强度高、较佳的吸能性、消音性及电磁屏蔽性等性能；如泡沫铜填充管，其具有高的导热、换热和散热等性能，这样当具有通孔结构的泡沫金属填充管置于流动的空气或液体之中时，由于泡沫金属结构中高的比表面积和复杂的三维流动，热量可从以强制对流形式通过孔穴的气体或液体中散发。目前泡沫金属填充复合材料已广泛应用于航空航天轻质面板、电子零件散热装置、车辆防撞梁及装甲车底盘吸能材料等，均具有很高的应用价值和发展前景。
目前,泡沫金属填充复合材料的制备方法有很多，其中包括两大类：一类是先由金属熔体发泡法、粉末冶金法等方法获得泡沫金属,再与金属壁通过不同的连接方法进行连接，如使用有机粘结剂将事先发泡好的泡沫金属与金属壁粘接在一起或者采用焊接工艺如钎焊、激光焊、扩散焊等将制备好的泡沫金属与金属壁焊接在一起形成冶金结合。这种方法存在泡沫金属和金属壁连接表面的清理不净、结合界面的非面接触性和操作工艺相对复杂等问题，并且其中胶粘方法制备的泡沫金属复合材料还存在不耐高温、易老化等缺点；另一类是先通过一定的方法进行泡沫金属预制坯的制备,将泡沫金属预制坯放到金属壁之间，然后将预制坯加热到芯部熔点以上进行发泡,最后冷却制成泡沫金属填充复合材料，但由于泡沫金属预制坯配料制备的不稳定，发泡生产的孔径不稳定，不容易控制，导致泡沫金属填充复合材料的孔隙率和孔隙尺寸不稳定，导致成品率的降低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，主要为了解决现有泡沫金属填充复合材料的制作工艺不耐高温且老化和开孔泡沫金属夹芯板孔隙率和厚度不可控的问题，减少了废品率，提高了合格率，具有更大的实际应用价值。
本发明提供了一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，所述制作方法的具体实施步骤如下：
S1、制备用于制作开孔泡沫金属填充复合材料的开孔泡沫金属复合体坯料，所述开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙率和孔径尺寸需根据所需泡沫金属填充复合材料来确定，同时开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙根据选取材料的不同种类，选取不同的方法来填满对应的孔隙，所述泡沫金属填充复合材料根据金属壁结构的不同，分为泡沫金属填充管和开孔泡沫金属夹芯板；
S2、将步骤S1选取好的开孔泡沫金属复合体坯料在线切割机上进行线切割，根据要泡沫金属填充复合材料的尺寸要求，得到所需形状和尺寸的开孔泡沫金属复合体型芯，根据开孔泡沫金属复合体坯料的不同，分为未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯和开孔泡沫金属-金属复合体型芯；
S3、在步骤S2得到的开孔泡沫金属复合体型芯的表面，制作泡沫金属填充复合材料的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫金属冶金结合的制作；将所述开孔泡沫金属复合体型芯放置于铸模型腔中，且所述开孔泡沫金属复合体型芯外表面距离铸模型腔内壁的距离大于所需金属壁的厚度，所述铸模设有加快开孔泡沫金属填充复合材料坯料冷却的水冷装置；对所述开孔泡沫金属复合体型芯和模具整体进行预热，控制预热温度低于开孔泡沫金属复合体型芯的开孔泡沫金属或复合体金属的熔点50℃～100℃，同时开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点要高于开孔泡沫金属复合体型芯中的开孔泡沫金属的熔点，高于的熔点值为100℃～200℃，并进行保温处理；浇注所述开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔融金属液，金属液随室温缓慢冷却后，拆除和开孔泡沫金属复合体型芯连接的铸模型腔；
S4、通过步骤S3得到开孔泡沫金属填充复合坯料，对所述开孔泡沫金属填充复合坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工，使得加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的各部分尺寸略大于所需泡沫金属填充复合材料的尺寸，且端面完整露出开孔泡沫金属复合体型芯；
S5、将粗加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的开孔泡沫金属孔隙中的复合物进行熔除操作；
S6、对步骤S5得到熔除后的开孔泡沫金属填充复合坯料进行铣削和磨削等精加工，使得精加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的形状和各部分尺寸为所需开孔泡沫金属填充复合材料的尺寸，从而得到开孔泡沫金属填充复合材料。
可优选的是，开孔泡沫金属填充复合材料根据金属壁结构的不同分为两种，第一种为泡沫金属填充管，在金属管内全部或者部分填充材料开孔泡沫金属，或者在金属管-开孔泡沫金属-金属管的三明治式填充材料开孔泡沫金属，金属管的开孔泡沫金属复合体型芯可以是圆形、方形或者其他不规则形状；第二种为开孔泡沫金属夹芯板，在两块所述面板之间填充材料开孔泡沫金属。
可优选的是，在步骤S1中，所述开孔泡沫金属复合体坯料分为两类，第一类为未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料，首先通过孔隙率和孔隙尺寸选取耐高温，易水溶的盐颗粒，将其布置到金属型腔中并压实，然后浇注泡沫金属填充复合材料的所需填充材料的熔融金属液进行渗流铸造，冷却后不进行盐脱溶处理，最后得到未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料；第二类为开孔泡沫金属-金属复合体坯料，首先选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫金属坯料，然后浇注熔融复合体金属的金属液，加压使得熔融复合体金属的金属液填满开孔泡沫金属坯料的孔隙，最后冷却后得到开孔泡沫金属-金属复合体坯料。
可优选的是，步骤S1中的第二类开孔泡沫金属-金属复合体坯料中，开孔泡沫金属与复合体金属属于不同金属，且开孔泡沫金属的熔点高于复合体金属的熔点。
可优选的是，步骤S3中的第二种制作方案的具体步骤为：将所述开孔泡沫金属复合体型芯进行预热；然后通过可以实现夹取和移动的机械手夹取所述开孔泡沫金属复合体型芯将所述的开孔泡沫金属复合体型芯完全浸没到装有所述开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需的金属材料的熔融金属液的凝固器中；完全浸没后立即取出并随室温进行冷却。
可优选的是，步骤S5中，去除复合物的方法有两种，第一种：对于未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯，将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料浸泡在水溶液中，至加工后的开孔泡沫金属型芯的开孔泡沫铜孔隙中盐颗粒完全溶出，对浸泡处理后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行烘干处理；第二种：对于开孔泡沫金属-金属复合体型芯，将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料加热到开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属的熔点以上100℃～200℃，将开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属熔除。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明提出的制作方法，先加工开孔泡沫金属复合体坯料，金属壁形成过程与开孔泡沫金属结合同步完成，开孔泡沫金属与金属壁之间为冶金结合，与胶粘粘法结等相比，耐高温且不易老化。
2、本发明提出的制作方法，事先制备好所需孔隙率和孔隙直径的开孔泡沫金属复合体坯料，在开孔泡沫金属复合体型芯上制备金属壁，与原位制备法相比，不存在制备出非所需孔隙率和孔隙直径开孔泡沫金属填充，提高了成品率。
3、本发明提出的制作方法，工艺过程简单，生产成本低，生产率高。
附图说明
图1为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法的流程图；
图2a为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法制作的圆形全部填充的泡沫金属填充管的示意图；
图2b为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法制作的圆形部分填充的泡沫金属填充管的示意图；
图2c为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法制作的圆形三明治式填充的泡沫金属填充管的示意图；
图3a为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法制作的方形全部填充的泡沫金属填充管的示意图；
图3b为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法制作的方形部分填充的泡沫金属填充管的示意图；
图3c为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法制作的方形三明治式填充的泡沫金属填充管的示意图；以及
图4为本发明开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法制作的开孔泡沫金属夹芯板的示意图。
附图标记：
金属管1，开孔泡沫金属2，泡沫金属填充管3，面板4，开孔泡沫金属夹芯板5。
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
本发明开孔泡沫金属填充复合材料采用的技术方案是：开孔泡沫金属填充复合材料根据金属壁结构的不同分为两种，如图2所示，第一种为泡沫金属填充管，在金属管1内全部或者部分填充开孔泡沫金属2，或者在金属管-开孔泡沫金属-金属管的三明治式填充开孔泡沫金属2，金属管1的开孔泡沫金属复合体型芯可以是圆形、方形或者其他不规则形状，如图2和图3所示；第二种为开孔泡沫金属夹芯板5，在两块面板4之间填充开孔泡沫金属2，如图4所示。
开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，如图1所示，其具体实施步骤如下：
S1、制备用于制作开孔泡沫金属填充复合材料的开孔泡沫金属复合体坯料，开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙率和孔径尺寸需根据所需泡沫金属填充复合材料来确定，同时开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙根据选取材料的不同种类，选取不同的方法来填满对应的孔隙，泡沫金属填充复合材料根据金属壁结构的不同，分为泡沫金属填充管和开孔泡沫金属夹芯板。
S2、将步骤S1选取好的开孔泡沫金属复合体坯料在线切割机上进行线切割，根据所需泡沫金属填充复合材料的尺寸要求，得到所需形状和尺寸的开孔泡沫金属复合体型芯，根据开孔泡沫金属复合体坯料的不同，分为未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯和开孔泡沫金属-金属复合体型芯。
S3、在步骤S2得到的开孔泡沫金属复合体型芯的表面，制作泡沫金属填充复合材料的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫金属冶金结合的制作；将开孔泡沫金属复合体型芯放置于铸模型腔中，且开孔泡沫金属复合体型芯外表面距离铸模型腔内壁的距离大于所需金属壁的厚度，铸模设有加快开孔泡沫金属填充复合材料坯料冷却的水冷装置；对开孔泡沫金属复合体型芯和模具整体进行预热，控制预热温度低于开孔泡沫金属复合体型芯的开孔泡沫金属或复合体金属的熔点50℃～100℃，防止开孔泡沫金属复合体型芯的开孔泡沫金属或复合体金属温度过高产生融化变形和下列步骤中遇到高温熔融金属液产生热应力，同时开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点要高于开孔泡沫金属复合体型芯中的开孔泡沫金属的熔点，为了使开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔融金属液与开孔泡沫金属复合体型芯中的开孔泡沫金属冶金结合，高于的熔点值为100℃～200℃，防止浇注开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔融金属液时，开孔泡沫金属复合体型芯融化变形，并进行保温处理；浇注开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔融金属液，金属液随室温缓慢冷却后，拆除和开孔泡沫金属复合体型芯连接的铸模型腔。
S4、通过步骤S3得到开孔泡沫金属填充复合坯料，对开孔泡沫金属填充复合坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工，使得加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的各部分尺寸略大于所需泡沫金属填充复合材料的尺寸，且端面完整露出开孔泡沫金属复合体型芯，为了便于下列步骤S5的开孔泡沫金属复合体型芯的开孔泡沫金属孔隙中的复合物的熔除。
S5、将粗加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的开孔泡沫金属孔隙中的复合物进行熔除操作。
S6、对步骤S5得到熔除后的开孔泡沫金属填充复合坯料进行铣削和磨削等精加工，使得精加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的形状和各部分尺寸为所需开孔泡沫金属填充复合材料的尺寸，从而得到开孔泡沫金属填充复合材料。
具体而言，开孔泡沫金属填充复合材料根据金属壁结构的不同分为两种，第一种为泡沫金属填充管，在金属管内全部或者部分填充材料开孔泡沫金属，或者在金属管-开孔泡沫金属-金属管的三明治式填充材料开孔泡沫金属，金属管的开孔泡沫金属复合体型芯可以是圆形、方形或者其他不规则形状；第二种为开孔泡沫金属夹芯板，在金属板-开孔泡沫金属-金属板的三明治式内填充材料开孔泡沫金属。
在步骤S1中，开孔泡沫金属复合体坯料分为两类，第一类为未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料，首先通过孔隙率和孔隙尺寸选取耐高温，易水溶的盐颗粒，将其布置到金属型腔中并压实，然后浇注泡沫金属填充复合材料的所需填充材料的熔融金属液进行渗流铸造，冷却后不进行盐脱溶处理，最后得到未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料；第二类为开孔泡沫金属-金属复合体坯料，首先选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫金属坯料，然后浇注熔融复合体金属的金属液，加压使得熔融复合体金属的金属液填满开孔泡沫金属坯料的孔隙，最后冷却后得到开孔泡沫金属-金属复合体坯料。
步骤S1中的第二类开孔泡沫金属-金属复合体坯料中，开孔泡沫金属与复合体金属属于不同金属，且开孔泡沫金属的熔点高于复合体金属的熔点，以便于后续操作中，根据熔点差将复合体金属去除。
本发明的一个优选实施中，步骤S3中的第二种制作方案的具体步骤为：首先，将开孔泡沫金属复合体型芯进行预热；然后通过可以实现夹取和移动的机械手夹取开孔泡沫金属复合体型芯将的开孔泡沫金属复合体型芯完全浸没到装有开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需的金属材料的熔融金属液的凝固器中；完全浸没后立即取出并随室温进行冷却。
步骤S5中，去除复合物的方法有两种，第一种：对于未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯，将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料浸泡在水溶液中，至加工后的开孔泡沫金属型芯的开孔泡沫铜孔隙中盐颗粒完全溶出，对浸泡处理后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行烘干处理；第二种：对于开孔泡沫金属-金属复合体型芯，将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料加热到开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属的熔点以上100℃～200℃，将开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属熔除。
以下结合实施例对本发明一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法做进一步描述：
实施例1：以未盐脱溶处理开孔泡沫铜为型芯制作全部填充的泡沫铜填充管的模铸工艺方法
具体实施步骤如下：
S1、制备全部填充的泡沫铜填充管所需孔隙率和孔径尺寸的开孔泡沫铜坯料，首先通过孔隙率和孔隙尺寸选取耐高温和易水溶的盐颗粒，将其布置到金属型腔中并压实，然后浇注全部填充的泡沫铜填充管的所需填充材料金属铜的熔融金属液进行渗流铸造，冷却后不进行盐脱溶处理，最后得到未盐脱溶处理开孔泡沫铜坯料。
S2、将步骤S1选取好的未盐脱溶处理开孔泡沫铜坯料在线切割机上进行线切割，根据所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸要求，得到所需形状和尺寸的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯。
S3、在步骤S2得到的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的表面，制作填充复合材料的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫铜冶金结合的制作：将未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯放置于铸模型腔中，且未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯外表面距离铸模型腔内壁的距离大于所需金属壁的厚度，铸模设有加快全部填充的泡沫铜填充管坯料冷却的水冷装置；对未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯和模具整体进行预热，控制预热温度低于未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯中的开孔泡沫铜的熔点50℃～100℃，即控制预热温度为900℃～950℃，为了防止未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯温度过高产生融化变形和防止下列步骤中遇到高温熔融金属液产生热应力，并进行保温处理；浇注全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液，其对应浇注的全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔点要高于铜的熔点，为了使与全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液与未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜冶金结合，但根据未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜的性质，其对应浇注的开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点高于铜的熔点100℃～200℃，为了防止浇注全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液时，未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯融化变形，控制熔化温度为开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔化温度高于该金属材料熔点50℃～100℃，金属液随室温缓慢冷却后，拆除和开孔泡沫金属复合体型芯连接的铸模型腔，得到全部填充的泡沫铜填充管坯料。
S4、通过步骤S3得到全部填充的泡沫铜填充管坯料，对全部填充的泡沫铜填充管坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工，使得粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的各部分尺寸略大于所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸，且端面完整露出未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯，为了便于下列步骤S5溶出的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜孔隙中的盐颗粒与水溶液接触。
S5、将粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜孔隙中的复合体进行溶出操作，将粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料完全浸没水溶液中，浸泡至粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜孔隙中盐颗粒完全溶出，对浸泡处理后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行烘干处理。
S6、对步骤S5得到溶出后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行铣削和磨削等精加工，使得精加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的形状和各部分尺寸为所需全部填充的泡沫铜填充管3的尺寸，从而得到全部填充的泡沫铜填充管。
实施例2：以开孔泡沫铜-铝复合体为型芯制作全部填充的泡沫铜填充管的模铸工艺方法
S1、制备全部填充的泡沫铜填充管所需孔隙率和孔径尺寸的开孔泡沫铜坯料，选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫铜坯料作为开孔泡沫金属，由于开孔泡沫金属与复合体金属属于不同金属，且开孔泡沫金属熔点高于复合体金属的熔点，选取金属铝作为复合体金属，以便于后续操作中，根据熔点差将复合体金属铝去除。首先，选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫铜坯料，然后浇注熔融复合体金属铝的金属液，加压使得熔融复合体金属铝的金属液填满开孔泡沫铜坯料的孔隙，最后冷却后得到开孔泡沫铜-铝复合体坯料。
S2、将步骤S1选取好的开孔泡沫铜-铝复合体坯料在线切割机上进行线切割，根据全部填充的泡沫铜填充管的尺寸要求，得到所需形状和尺寸的开孔泡沫铜-铝复合体型芯。
S3、在步骤S2得到的开孔泡沫铜-铝复合体型芯的表面，制作全部填充的泡沫铜填充管的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫铜-铝复合体型芯中开孔泡沫铜冶金结合的制作：将开孔泡沫铜-铝复合体型芯放置于铸模型腔中，且开孔泡沫铜-铝复合体型芯外表面距离铸模型腔内壁的距离大于所需金属壁的厚度，铸模设有加快全部填充的泡沫铜填充管坯料冷却的水冷装置，防止浇注全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液导致温度过高，使得开孔泡沫铜-铝复合体型芯融化变形和减少开孔泡沫铜-铝复合体型芯中复合体金属铝的融化；对开孔泡沫铜-铝复合体型芯和模具整体进行预热，控制预热温度低于开孔泡沫铜-铝复合体型芯中的复合体金属铝的熔点50℃～100℃，即控制预热温度为550℃～600℃，为了保证开孔泡沫铜-铝复合体型芯温度过高导致复合体金属铝融化和防止下列步骤中遇到高温熔融金属液产生热应力，并进行保温处理；浇注全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液，其对应浇注的全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔点要高于铜的熔点，为了使与全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液与开孔泡沫铜-铝复合体型芯中的开孔泡沫铜冶金结合，但根据开孔泡沫铜-铝复合体型芯中的开孔泡沫铜的性质，其对应浇注的开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点高于铜的熔点100℃～200℃，为了防止浇注全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液时，开孔泡沫铜-铝复合体型芯融化变形，控制熔化温度为开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔化温度高于该金属材料熔点50℃～100℃；金属液随室温缓慢冷却后，拆除和开孔泡沫铜-铝复合体型芯连接的铸模型腔。
S4、通过步骤S3得到全部填充的泡沫铜填充管坯料，对全部填充的泡沫铜填充管坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工，使得粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的各部分尺寸略大于所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸，且端面完整露出开孔泡沫铜-铝复合体型芯，为了便于下列步骤S5熔除的开孔泡沫铜-铝复合体型芯的开孔泡沫铜孔隙中复合体金属铝的流出。
S5、将粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的开孔泡沫铜-铝复合体型芯的开孔泡沫铜孔隙中的复合体金属铝进行熔除操作，将加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料加热到开孔泡沫铜-铝复合体型芯中复合体金属铝的熔点以上100℃～200℃，即加热温度为700℃～800℃，将开孔泡沫铜-铝复合体型芯中复合体金属铝熔除。
S6、对步骤S5得到溶出后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行铣削和磨削等精加工，使得精加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的形状和各部分尺寸为所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸，从而得到全部填充的泡沫铜填充管。
实施例3：以未盐脱溶处理开孔泡沫铜为母材制作全部填充的泡沫铜填充管的热浸工艺方法
S1、制备全部填充的泡沫铜填充管所需孔隙率和孔径尺寸的开孔泡沫铜坯料，首先通过孔隙率和孔隙尺寸选取耐高温和易水溶的盐颗粒，将其布置到金属型腔中并压实，然后浇注全部填充的泡沫铜填充管的所需填充材料金属铜的熔融金属液进行渗流铸造，冷却后不进行盐脱溶处理，最后得到未盐脱溶处理开孔泡沫铜坯料。
S2、将步骤S1选取好的未盐脱溶处理开孔泡沫铜坯料在线切割机上进行线切割，根据全部填充的泡沫铜填充管的尺寸要求，得到所需形状和尺寸的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯。
S3、在步骤S2得到的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的表面，制作填充复合材料的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫铜冶金结合的制作：控制预热温度低于未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯中的开孔泡沫铜的熔点50℃～100℃，即控制预热温度为900℃～950℃，为了防止未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯温度过高产生融化变形和防止下列步骤中遇到高温熔融金属液产生热应力，并进行保温；然后通过可以实现夹取和移动的机械手夹取未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯完全浸没到装有全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需的金属材料的熔融金属液的凝固器中，其对应浸没的全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔点要高于铜的熔点，为了使与全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液与未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜冶金结合，但根据未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜的性质，其对应浸没的开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点高于铜的熔点100℃～200℃，为了防止浇注全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液时，未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯融化变形，控制熔化温度为开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔化温度高于该金属材料熔点50℃～100℃；完全浸没后将附有一定厚度包覆层的未盐脱溶开孔泡沫铜型芯立即取出并随室温进行冷却，得到全部填充的泡沫铜填充管坯料。
S4、通过步骤S3得到全部填充的泡沫铜填充管坯料，对全部填充的泡沫铜填充管坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工，使得粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管的各部分尺寸略大于所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸，且端面完整露出未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯，为了便于下列步骤S5溶出的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜孔隙中的盐颗粒与水溶液接触。
S5、将粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜孔隙中的复合体进行溶出操作，将粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料完全浸没水溶液中，浸泡至粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯的开孔泡沫铜孔隙中盐颗粒完全溶出，对浸泡处理后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行烘干处理。
S6、对步骤S5得到溶出后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行铣削和磨削等精加工，使得精加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的形状和各部分尺寸为所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸，从而得到全部填充的泡沫铜填充管。
实施例4：以开孔泡沫铜-铝复合体为母材制作全部填充的泡沫铜填充管的热浸工艺方法
S1、制备全部填充的泡沫铜填充管所需孔隙率和孔径尺寸的开孔泡沫铜坯料，选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫铜坯料作为开孔泡沫金属，由于开孔泡沫金属与复合体金属属于不同金属，且开孔泡沫金属熔点高于复合体金属的熔点，选取金属铝作为复合体金属，以便于后续操作中根据熔点差将复合体金属铝去除。首先，选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫铜坯料，然后浇注熔融复合体金属铝的金属液，加压使得熔融复合体金属铝的金属液填满开孔泡沫铜坯料的孔隙，最后冷却后得到开孔泡沫铜-铝复合体坯料。
S2、将步骤S1选取好的开孔泡沫铜-铝复合体坯料在线切割机上进行线切割，根据全部填充的泡沫铜填充管的尺寸要求，得到所需形状和尺寸的开孔泡沫铜-铝复合体型芯。
S3、在步骤S2得到的开孔泡沫铜-铝复合体型芯的表面，制作全部填充的泡沫铜填充管的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫铜-铝复合体型芯中开孔泡沫铜冶金结合的制作：控制预热温度低于开孔泡沫铜-铝复合体型芯中的复合体金属铝的熔点50℃～100℃，即控制预热温度为550℃～600℃，为了保证开孔泡沫铜-铝复合体型芯温度过高导致复合体金属铝融化和放置有下列步骤S33中遇到高温熔融金属液产生热应力，并进行保温；然后通过可以实现夹取和移动的机械手夹取未盐脱溶处理开孔泡沫铜型芯或者开孔泡沫铜-铝复合体型芯完全浸没到装有全部填充的泡沫铜填充管3的金属壁所需的金属材料的熔融金属液的凝固器中，其对应浸没的全部填充的泡沫铜填充管3的金属壁所需金属材料的熔点要高于铜的熔点，为了使与全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液与开孔泡沫铜-铝复合体型芯中的开孔泡沫铜冶金结合，但根据开孔泡沫铜-铝复合体型芯中的开孔泡沫铜的性质，其对应浸没的开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点高于铜的熔点100℃～200℃，为了防止浇注全部填充的泡沫铜填充管的金属壁所需金属材料的熔融金属液时，开孔泡沫铜-铝复合体型芯融化变形，控制熔化温度为开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔化温度高于该金属材料熔点50℃～100℃；完全浸没后将附有一定厚度包覆层的泡沫铜-铝复合体型芯或者未盐脱溶开孔泡沫铜型芯立即取出并随室温进行冷却，得到全部填充的泡沫铜填充管坯料。
S4、通过步骤S3得到全部填充的泡沫铜填充管坯料，对全部填充的泡沫铜填充管坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工，使得粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的各部分尺寸略大于所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸，且端面完整露出开孔泡沫铜-铝复合体型芯，为了便于下列步骤S5熔除的开孔泡沫铜-铝复合体型芯的开孔泡沫铜孔隙中复合体金属铝的流出。
S5、将粗加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的开孔泡沫铜-铝复合体型芯的开孔泡沫铜孔隙中的复合体金属铝进行熔除操作，将加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料加热到开孔泡沫铜-铝复合体型芯中复合体金属铝的熔点以上100℃～200℃，即加热温度为700℃～800℃，将开孔泡沫铜-铝复合体型芯中复合体金属铝熔除。
S6、对步骤S5得到溶出后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行铣削和磨削等精加工，使得精加工后的全部填充的泡沫铜填充管坯料的形状和各部分尺寸为所需全部填充的泡沫铜填充管的尺寸，从而得到全部填充的泡沫铜填充管。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，其特征在于，所述制作方法的具体实施步骤如下：
S1、制备用于制作开孔泡沫金属填充复合材料的开孔泡沫金属复合体坯料，所述开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙率和孔径尺寸需根据所需泡沫金属填充复合材料来确定，同时开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙根据选取材料的不同种类，选取不同的方法来填满对应的孔隙，所述泡沫金属填充复合材料根据金属壁结构的不同，分为泡沫金属填充管和开孔泡沫金属夹芯板；
S2、将步骤S1选取好的开孔泡沫金属复合体坯料在线切割机上进行线切割，根据所需泡沫金属填充复合材料的尺寸要求，得到所需形状和尺寸的开孔泡沫金属复合体型芯，根据开孔泡沫金属复合体坯料的不同，分为未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯和开孔泡沫金属-金属复合体型芯；
S3、在步骤S2得到的开孔泡沫金属复合体型芯的表面，制作泡沫金属填充复合材料的金属壁，并同步完成金属壁和开孔泡沫金属冶金结合的制作；将所述开孔泡沫金属复合体型芯放置于铸模型腔中，且所述开孔泡沫金属复合体型芯外表面距离铸模型腔内壁的距离大于所需金属壁的厚度，所述铸模设有加快开孔泡沫金属填充复合材料坯料冷却的水冷装置；对所述开孔泡沫金属复合体型芯和模具整体进行预热，控制预热温度低于开孔泡沫金属复合体型芯的开孔泡沫金属或复合体金属的熔点50℃～100℃，同时开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点要高于开孔泡沫金属复合体型芯中的开孔泡沫金属的熔点，高于的熔点值为100℃～200℃，并进行保温处理；浇注所述开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔融金属液，金属液随室温缓慢冷却后，拆除和开孔泡沫金属复合体型芯连接的铸模型腔；
S4、通过步骤S3得到开孔泡沫金属填充复合坯料，对所述开孔泡沫金属填充复合坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工，使得加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的各部分尺寸略大于所需泡沫金属填充复合材料的尺寸，且端面完整露出开孔泡沫金属复合体型芯；
S5、将粗加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的开孔泡沫金属孔隙中的复合物进行熔除操作；
S6、对步骤S5得到熔除后的开孔泡沫金属填充复合坯料进行铣削和磨削等精加工，使得精加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的形状和各部分尺寸为所需开孔泡沫金属填充复合材料的尺寸，从而得到开孔泡沫金属填充复合材料。
2.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，其特征在于，所述泡沫金属填充管是在金属管内全部或者部分填充材料开孔泡沫金属，或者在金属管-开孔泡沫金属-金属管的三明治式填充材料开孔泡沫金属，金属管的开孔泡沫金属复合体型芯可以是圆形、方形或者其他不规则形状；所述开孔泡沫金属夹芯板是在两块所述面板之间填充材料开孔泡沫金属。
3.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，其特征在于，在步骤S1中，所述开孔泡沫金属复合体坯料分为两类，第一类为未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料，首先通过孔隙率和孔隙尺寸选取耐高温，易水溶的盐颗粒，将其布置到金属型腔中并压实，然后浇注泡沫金属填充复合材料的所需填充材料的熔融金属液进行渗流铸造，冷却后不进行盐脱溶处理，最后得到未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料；第二类为开孔泡沫金属-金属复合体坯料，首先选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫金属坯料，然后浇注熔融复合体金属的金属液，加压使得熔融复合体金属的金属液填满开孔泡沫金属坯料的孔隙，最后冷却后得到开孔泡沫金属-金属复合体坯料。
4.根据权利要求1或者3所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，其特征在于，步骤S1中的第二类开孔泡沫金属-金属复合体坯料中，开孔泡沫金属与复合体金属属于不同金属，且开孔泡沫金属的熔点高于复合体金属的熔点。
5.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，其特征在于，步骤S3中的第二种制作方案的具体步骤为：将所述开孔泡沫金属复合体型芯进行预热；然后通过可以实现夹取和移动的机械手夹取所述开孔泡沫金属复合体型芯将所述的开孔泡沫金属复合体型芯完全浸没到装有所述开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需的金属材料的熔融金属液的凝固器中；完全浸没后立即取出并随室温进行冷却。
6.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法，其特征在于，步骤S5中，去除复合物方法有两种，第一种去除复合物方法为：对于未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯，将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料浸泡在水溶液中，至加工后的开孔泡沫金属型芯的开孔泡沫铜孔隙中盐颗粒完全溶出，对浸泡处理后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行烘干处理；以及第二种去除复合物方法为：对于开孔泡沫金属-金属复合体型芯，将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料加热到开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属的熔点以上100℃～200℃，将开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属熔除。
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