CN113799470A - 一种全通孔多孔泡沫铝制备方法 - Google Patents

Abstract

一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，其特点是，包括步骤有：选用铝合金板材、聚醚泡绵填充物；铝合金板材裁剪和表面处理；环氧树脂胶配制；铝合金板表面喷涂环氧树脂胶；喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵呈90°依次顺序叠加摆放；固化制成铝合金及填充物复合薄板；切割后的铝合金及填充物复合薄板进行再次表面处理；在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；压制后薄板放入钎焊炉内进行处理；出炉后清理；精整压制使其厚度满足设计要求；切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。其制备方法科学合理，简单实用，能够准确调整丝径和孔径几何尺寸，孔径方向性好，效果佳，特别适合散热领域应用，风阻小。

Description

一种全通孔多孔泡沫铝制备方法

技术领域

本发明属于泡沫铝的制备方法，涉及一种全通孔多孔泡沫铝制备方法。

背景技术

现有泡沫铝的制备方法与生产实体金属不尽相同，在制备过程中由于不同金属或合金所呈现的物理状态不同，制备的方法也不同。现有的制备方法有：散粉烧结法，粉末冶金法，浆料发泡法，中空球烧结法，熔模铸造法，渗流铸造法，气相沉积法，熔盐电沉积法。由于制备方法不同，致使制备的泡沫铝有闭孔结构和开孔结构，闭孔结构的泡沫铝含有大量独立存在的气泡，而开孔结构的泡沫铝则是呈连续贯通的三维网状，开孔结构的泡沫铝市场应用广泛。现有开孔结构的泡沫铝制备方法存在的质量问题是，以渗流法制备开孔结构的泡沫铝为例，有氯化钠残留在孔隙中，有此微小氯化钠残留颗粒包裹在泡沫铝孔隙中难以清除，特别是厚度较厚的氯化钠残留且堵塞微孔，无法清除，因有氯化钠残留影响泡沫铝的使用功能和寿命。而熔盐电沉积制备方法的能耗大，几何尺寸受限、变形量大、成本高。

发明内容

本发明的目的是，对现有的泡沫铝制备方法进行实质性改进和创新，提供一种科学合理，简单实用，效果佳，能够准确调整丝径和孔径几何尺寸的全通孔多孔泡沫铝制备方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，其特征是，它包括以下步骤：

1）选用铝合金板材，板长2.44m、宽1.2m，铝合金板材厚度按产品设计要求所规定的丝径确定；填充物选用聚醚泡绵30ppi-110ppi，填充物厚度按产品设计要求的孔径确定；

2）铝合金板材按产品长、宽要求下料，用氢氧化钠水溶液脱脂，氢氧化钠摩尔浓度2-3mol/L,温度50℃，再加入盐酸，盐酸含量8%进行中和反应，用清水漂洗、风干，铝合金板与聚醚泡绵胶合面采用宽带砂光机拉毛,其表面粗糙度Ra:15-50之间；

3）环氧树脂胶配制，环氧树脂水浴加热温度80℃，环氧树脂水浴后称重，按质量百分比，环氧树脂70%、环氧树脂固化剂T31为25%、二丁脂5%、丙酮适量，混合均匀、熟化15min；

4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度30-60μm；

5）将喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵交错叠加，叠加层数控制在7层或8层；

6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.2-0.8N/cm²，再锁紧，放入恒温箱内加温50℃，保温8h，固化制成铝合金及填充物复合薄板；

7）将铝合金及填充物复合薄板进行激光切割或机械切割，切割宽度是产品设计要求丝径尺寸2-3倍；

8）切割后的铝合金及填充物复合薄板进行二次脱脂、碱洗、酸中和、水洗、烘干、表面处理；

9）在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；

10）将压合面涂覆铝硅钎焊料的铝合金及填充物复合薄板按设计要求，取若干片，按下一片、上一片呈90°顺序依次叠加摆放，叠加高度是设计厚度的1-2倍；

11）叠加后的薄片，用专用托盘放入四柱1500T压机中，压缩量为总叠加高度的1/3，压力为0.4-0.5kN/cm²;

12）压制后薄片装入烧结工装内锁紧，放入钎焊炉内，用99.999%纯度氩气洗炉，炉温调至60℃，当炉内含氧量小于10ppm时开始升温，将钎焊温度调整为620℃，升温速度135℃/min，保温15min，降温速度8-15℃/min，氩气流量设定为15-25m³ /h；

13）冷却段设定为三个温区，第一温区250℃，第二温区120℃，第三温区45℃，冷却水流量25-35 m³ /h，出炉温度35-45℃；

14）出炉后用6-8Kg/cm²压力压缩空气吹扫积碳，清水漂洗，烘干脱水；

15）再经压机精整压制，使薄片厚度满足设计要求；

16）切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。

本发明的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，由于采用包括：选用铝合金板材、聚醚泡绵填充物；铝合金板材裁剪和表面处理；环氧树脂胶配制；铝合金板表面喷涂环氧树脂胶；喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵呈90°依次顺序叠加摆放；固化制成铝合金及填充物复合薄板；切割后的铝合金及填充物复合薄板进行再次表面处理；在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；压制后薄板放入钎焊炉内进行处理；出炉后清理；精整压制使其厚度满足设计要求；切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品的流程步骤，其制备方法科学合理，简单实用，能够准确调整丝径和孔径几何尺寸，孔径方向性好，效果佳，特别适合散热领域应用，风阻小。

具体实施方式

本发明的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，包括以下步骤：

1）选用铝合金板材，板长2.44m、宽1.2m，铝合金板材厚度按产品设计要求所规定的丝径确定；填充物选用聚醚泡绵30ppi-110ppi，填充物厚度按产品设计要求的孔径确定；

2）铝合金板材按产品长、宽要求下料，用氢氧化钠水溶液脱脂，氢氧化钠摩尔浓度2-3mol/L,温度50℃，再加入盐酸，盐酸含量8%进行中和反应，用清水漂洗、风干，铝合金板与聚醚泡绵胶合面采用宽带砂光机拉毛,其表面粗糙度Ra:15-50之间；

3）环氧树脂胶配制，环氧树脂水浴加热温度80℃，环氧树脂水浴后称重，按质量百分比，环氧树脂70%、环氧树脂固化剂T31为25%、二丁脂5%、丙酮适量，混合均匀、熟化15min；

4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度30-60μm；

5）将喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵交错叠加，叠加层数控制在7层或8层；

6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.2-0.8N/cm²，再锁紧，放入恒温箱内加温50℃，保温8h，固化制成铝合金及填充物复合薄板；

7）将铝合金及填充物复合薄板进行激光切割或机械切割，切割宽度是产品设计要求丝径尺寸2-3倍；

8）切割后的铝合金及填充物复合薄板进行二次脱脂、碱洗、酸中和、水洗、烘干、表面处理；

9）在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；

10）将压合面涂覆铝硅钎焊料的铝合金及填充物复合薄板按设计要求，取若干片，按下一片、上一片呈90°顺序依次叠加摆放，叠加高度是设计厚度的1-2倍；

11）叠加后的薄片，用专用托盘放入四柱1500T压机中，压缩量为总叠加高度的1/3，压力为0.4-0.5kN/cm²;

12）压制后薄片装入烧结工装内锁紧，放入钎焊炉内，用99.999%纯度氩气洗炉，炉温调至60℃，当炉内含氧量小于10ppm时开始升温，将钎焊温度调整为620℃，升温速度135℃/min，保温15min，降温速度8-15℃/min，氩气流量设定为15-25m³ /h；

13）冷却段设定为三个温区，第一温区250℃，第二温区120℃，第三温区45℃，冷却水流量25-35 m³ /h，出炉温度35-45℃；

14）出炉后用6-8Kg/cm²压力压缩空气吹扫积碳，清水漂洗，烘干脱水；

15）再经压机精整压制，使薄片厚度满足设计要求；

16）切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。

具体实施例1的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，包括以下步骤：

1）选用铝合金板材，板长2.44m、宽1.2m，铝合金板材厚度按产品设计要求所规定的丝径确定；填充物选用聚醚泡绵30ppi-110ppi，填充物厚度按产品设计要求的孔径确定；

2）铝合金板材按产品长、宽要求下料，用氢氧化钠水溶液脱脂，氢氧化钠摩尔浓度2-3mol/L,温度50℃，再加入盐酸，盐酸含量8%进行中和反应，用清水漂洗、风干，铝合金板与聚醚泡绵胶合面采用宽带砂光机拉毛,其表面粗糙度Ra:15-50之间；

3）环氧树脂胶配制，环氧树脂水浴加热温度80℃，环氧树脂水浴后称重，按质量百分比，环氧树脂70%、环氧树脂固化剂T31为25%、二丁脂5%、丙酮适量，混合均匀、熟化15min；

4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度30μm；

5）将喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵交错叠加，叠加层数控制在7层或8层;

6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.2N/cm²，再锁紧，放入恒温箱内加温50℃，保温8h，固化制成铝合金及填充物复合薄板；

7）将铝合金及填充物复合薄板进行激光切割或机械切割，切割宽度是产品设计要求丝径尺寸2-3倍；

8）切割后的铝合金及填充物复合薄板采用本领域常规处理技术，进行二次脱脂、碱洗、酸中和、水洗、烘干、表面处理；

9）在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；

10）将压合面涂覆铝硅钎焊料的铝合金及填充物复合薄板按设计要求，取若干片，按下一片、上一片呈90°顺序依次叠加摆放，叠加高度是设计厚度的1-2倍；

11）叠加后的薄片，用专用托盘放入四柱1500T压机中，压缩量为总叠加高度的1/3，压力为0.4-0.5kN/cm²;

12）压制后薄片装入烧结工装内锁紧，放入钎焊炉内，用99.999%纯度氩气洗炉，炉温调至60℃，当炉内含氧量小于10ppm时开始升温，将钎焊温度调整为620℃，升温速度135℃/min，保温15min，降温速度8℃/min，氩气流量设定为15m³ /h；

13）冷却段设定为三个温区，第一温区250℃，第二温区120℃，第三温区45℃，冷却水流量25 m³ /h，出炉温度35℃；

14）出炉后用6-8Kg/cm²压力压缩空气吹扫积碳，清水漂洗，烘干脱水；

15）再经压机精整压制，使薄片厚度满足设计要求；

16）切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。

实施例2的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法的步骤与实施例1基本相同，不同之处是，4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度45μm；6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.5N/cm²；12）降温速度12℃/min，氩气流量设定为20m³ /h；13）冷却水流量30 m³ /h，出炉温度40℃。

实施例3的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法的步骤与实施例1基本相同，不同之处是，4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度60μm；6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.8N/cm²；12）降温速度15℃/min，氩气流量设定为25m³ /h；13）冷却水流量35 m³ /h，出炉温度45℃。

本发明的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法所需材料易得，均为市售产品。

1.铝合金板，厚度范围：5-0.01mm，还可根据需要选择其它铝材；

2.填充物，多孔泡沫金属（镍边角料）或植物纤维体或多孔有机物（聚酯泡绵、聚醚泡绵）；

3.有机胶（环氧树脂类）无机胶（磷酸盐类）；

4.钎焊料，铝硅钎焊料或镁活化剂；

5.氢氧化钠，盐酸。

本发明具体实施方式并非穷举，并不构成对权利要求保护范围的限定，本领域技术人员根据本发明实施例获得的启示，不经过创造性劳动就能够想到其它实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (1)

1.一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，其特征是，它包括以下步骤：

1）选用铝合金板材，板长2.44m、宽1.2m，铝合金板材厚度按产品设计要求所规定的丝径确定；填充物选用聚醚泡绵30ppi-110ppi，填充物厚度按产品设计要求的孔径确定；

2）铝合金板材按产品长、宽要求下料，用氢氧化钠水溶液脱脂，氢氧化钠摩尔浓度2-3mol/L,温度50℃，再加入盐酸，盐酸含量8%进行中和反应，用清水漂洗、风干，铝合金板与聚醚泡绵胶合面采用宽带砂光机拉毛,其表面粗糙度Ra:15-50之间；

3）环氧树脂胶配制，环氧树脂水浴加热温度80℃，环氧树脂水浴后称重，按质量百分比，环氧树脂70%、环氧树脂固化剂T31为25%、二丁脂5%、丙酮适量，混合均匀、熟化15min；

4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度30-60μm；

5）将喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵交错叠加，叠加层数控制在7层或8层；

6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.2-0.8N/cm²，再锁紧，放入恒温箱内加温50℃，保温8h，固化制成铝合金及填充物复合薄板；

7）将铝合金及填充物复合薄板进行激光切割或机械切割，切割宽度是产品设计要求丝径尺寸2-3倍；

8）切割后的铝合金及填充物复合薄板进行二次脱脂、碱洗、酸中和、水洗、烘干、表面处理；

9）在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；

10）将压合面涂覆铝硅钎焊料的铝合金及填充物复合薄板按设计要求，取若干片，按下一片、上一片呈90°顺序依次叠加摆放，叠加高度是设计厚度的1-2倍；

11）叠加后的薄片，用专用托盘放入四柱1500T压机中，压缩量为总叠加高度的1/3，压力为0.4-0.5kN/cm²;

12）压制后薄片装入烧结工装内锁紧，放入钎焊炉内，用99.999%纯度氩气洗炉，炉温调至60℃，当炉内含氧量小于10ppm时开始升温，将钎焊温度调整为620℃，升温速度135℃/min，保温15min，降温速度8-15℃/min，氩气流量设定为15-25m³ /h；

13）冷却段设定为三个温区，第一温区250℃，第二温区120℃，第三温区45℃，冷却水流量25-35 m³ /h，出炉温度35-45℃；

14）出炉后用6-8Kg/cm²压力压缩空气吹扫积碳，清水漂洗，烘干脱水；

15）再经压机精整压制，使薄片厚度满足设计要求；

16）切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。