CN1563452A

CN1563452A - 开孔锌合金及其制备方法

Info

Publication number: CN1563452A
Application number: CN 200410026021
Authority: CN
Inventors: 马颖; 郝远; 阎峰云; 李元东; 陈体军; 曹立宏; 杨贵荣
Original assignee: Lanzhou University of Technology
Current assignee: Lanzhou University of Technology
Priority date: 2004-03-20
Filing date: 2004-03-20
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2024-03-20
Also published as: CN1256452C

Abstract

本发明是开孔锌合金及其制备方法，其合金组成成分有锌和铝，按重量百分比,铝为5～28％，铜为0.8～2.5％，镁为0.01～0.03％，铁≤0.1％，锡≤0.02％，镉≤0.003％，铅≤0.004％，其余为锌。其制备方法为，首先将可溶性粒子、粘结剂和有机溶剂混合均匀，装入模具紧实后再烧结制成预制体，然后将锌合金熔液浇入已连接到真空设备的铸型中，并开启真空设备使金属熔液渗入预制体粒子间的空隙中，待铸型冷却后，取出金属及预制体复合的铸坯，最后水溶除去预制体，便得到了开孔锌合金。

Description

开孔锌合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及有色金属及其制备方法，属铸造技术领域。

背景技术

多孔金属材料按孔的类型可分为开孔和闭孔两大类。现有的制备多孔金属的方法有铸造法、镀覆金属法、粉末冶金法及喷溅沉积法四大类，其中铸造法以其工艺简单、成本低廉等特点有很大的优势。铸造法主要包括金属液发泡法、添加中空球料法、颗粒渗流法、熔模铸造法等，前两种方法适宜于制备闭孔泡沫金属，后两种方法可用于制备开孔泡沫金属。熔模铸造法工艺流程复杂，产品质量稳定性欠佳，颗粒渗流铸造工艺简单，但目前的方法对孔径大小和孔隙均匀性的调节不易于控制，对颗粒的紧实程度采用压力指标法来评定误差较大，此外渗流时颗粒会发生上浮，且现有的工艺方法大多是针对铝合金的。

发明内容

本发明的目的是提供一种开孔锌合金及其制备方法。

本发明是一种开孔锌合金，其组成成分有锌和铝，按重量百分比，铝为5～28％，铜为0.8～2.5％，镁为0.01～0.03％，铁≤0.1％，锡≤0.02％，镉≤0.003％，铅≤0.004％，其余为锌。

开孔锌合金的制备方法，首先将粒径为0.4～6mm的可溶性粒子、粘结剂和有机溶剂混合均匀，装入模具紧实后再烧结制成预制体，然后将按上述的组成成分配制、融化的锌合金熔液浇入已连接到真空设备的铸型中，并开启真空设备使金属熔液渗入预制体粒子间的空隙中，待铸型冷却后，取出金属及预制体复合的铸坯，最后水溶除去预制体，便得到了开孔锌合金。

预制体中的粘结剂为氯化钾，其重量百分比为7～14％，余量为氯化钠可溶性粒子，有机溶剂为无水乙醇，其体积百分比为1～3％。

预制体紧实时的体积压缩率为15～25％，在580～640℃加热1～1.5小时进行烧结。

熔融金属的浇注温度为580～640℃，真空渗流压力为-0.04～-0.08MPa，渗流过程持续1～10秒。

本发明的有益之处：

本发明的开孔锌合金是一种结构功能一体化的新型工程材料。目前对于多孔金属的研究多集中在铝合金上，而锌合金以其价格较低，力学性能、铸造性能、机械加工性能良好，耐磨性高，熔铸工艺简便，节省能源并减轻污染等优点，正逐步取代铜合金和铝合金等，充分展示了其作为结构材料的优良的综合性能。同时锌合金又具有内摩擦大，能吸收振动能量的特性，可用作减振材料，开孔的结构将进一步强化它的减振吸能性，从而制备出高阻尼材料。因此锌合金在力学及功能性能上明显优于铝合金。

本发明的开孔锌合金的制备方法与其它制备方法相比，具有工艺简便，成本低廉的优点；通过合理控制可溶性粒子、粘结剂和有机溶剂的不同配比制备出预制体并进行高温烧结，有效地去除了灰分，使颗粒彼此相互牢固粘接，既提高了预制体的强度又克服了渗流时颗粒的上浮现象，使孔径大小和孔隙均匀性的调节易于控制，可满足不同使用场合的需要；提出了用体积压缩率作为衡量预制体紧实程度的指标，容易测定；所获得的开孔锌合金机械加工性能好，故加工成所需零部件的难度小、成本低。这种开孔锌合金适宜于有减振、降噪、过滤、分离、阻燃、散热、催化、电磁屏蔽等要求的应用场合，故而它在能源、交通运输、机械、建筑、化工、电子、通讯、环保等方面具有广阔的应用前景。它也可作为进一步制备高阻尼复合材料的首选的前驱体材料。

具体实施方式

本发明是一种开孔锌合金及其制备方法，包括锌和铝，其中铝的重量百分比为5～28％，同时该合金中还有重量百分比为0.8～2.5％的铜和重量百分比为0.01～0.03％的镁，另外也包括重量百分比分别不大于0.1％的铁、0.02％的锡、0.003％的镉及0.004％的铅，余量为锌。

开孔锌合金的制备按如下步骤进行：首先将粒径为0.4～6mm氯化钠粒子、氯化钾(重量百分比为7～14％)和无水乙醇(体积百分比为1～3％)混合均匀后，装入备好的模具中，按15～25％的体积压缩率紧实；接着放入井式坩埚电阻炉内在580～640℃加热1～1.5小时进行烧结；其次将烧结好的预制体铸型与真空设备装配好后，随即将待用的熔融金属液浇入铸型，浇注温度为580～640℃，同时开启真空设备对铸型施压，压力为-0.04～-0.08MPa，使金属液渗入预制体粒子间的空隙中，渗流过程进行1～10秒后关闭真空设备；待铸型冷却后，取出尺寸为φ(110～120)×(200～210)mm的金属及预制体复合的铸坯，再按常规的机加工方法加工成φ(105～115)×(3～10)mm的圆片、(5～10)×(5～10)×(50～60)mm的长条、外形为φ(105～115)×(180～190)mm及壁厚为(10～20)mm的圆筒等几种形状和尺寸的工件；最后将工件先放入水中反复冲洗甩干，然后再多次煮沸，以保证可溶性粒子的充分脱溶，除去富裕水分后，放入干燥箱中烘干，至此便获得了开孔锌合金。

根据所选可溶性粒子粒径的不同，所制备的开孔锌合金其孔径的变化范围为0.4～6，相对密度为0.1～0.4，屈服强度为12.6～19.8MPa，内耗值为3.6×10^-2～6.7×10^-2。

Claims

1、开孔锌合金，其组成成分有锌和铝，其特征在于按重量百分比，铝为5～28％，铜为0.8～2.5％，镁为0.01～0.03％，铁≤0.1％，锡≤0.02％，镉≤0.003％，铅≤0.004％，其余为锌。

2、开孔锌合金的制备方法，其特征在于首先将可溶性粒子、粘结剂和有机溶剂混合均匀，装入模具紧实后再烧结制成预制体，然后将按权利要求1所述的组成成分配制、融化的锌合金熔液浇入已连接到真空设备的铸型中，并开启真空设备使金属熔液渗入预制体粒子间的空隙中，待铸型冷却后，取出金属及预制体复合的铸坯，最后水溶除去预制体，便得到了开孔锌合金。

3、根据权利要求2所述的开孔锌合金的制备方法，其特征在于预制体中的粘结剂为氯化钾，其重量百分比为7～14％，余量为氯化钠可溶性粒子，有机溶剂为无水乙醇，其体积百分比为1～3％。

4、根据权利要求2、3所述的开孔锌合金的制备方法，其特征在于预制体紧实时的体积压缩率为15～25％，在580～640℃加热1～1.5小时进行烧结。

5、根据权利要求3、4所述的开孔锌合金的制备方法，其特征在于熔融金属的浇注温度为580～640℃，真空渗流压力为-0.04～-0.08MPa，渗流过程持续1～10秒。