CN1876862A - 二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，首先将铝合金加热至熔化，并调节温度至630℃－680℃，加入钙至铝合金熔液中，搅拌1－30分钟，再加入氢化钛，搅拌，使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件；第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品。本发明工艺方法简单，成本低，可用于制备孔隙率均匀的各种孔隙率的泡沫铝合金异型件、三明治结构、泡沫铝合金填充件、带有预埋件的泡沫铝合金制品。

Description

二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法

                          技术领域

本发明涉及一种泡沫铝合金制品的制备方法，尤其涉及一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法。

                          背景技术

以闭孔泡沫铝为重点的超轻型金属结构，由于特殊的孔隙结构，实现了结构材料轻质、多功能化，从而成为当前航天以及高技术的热点。

由于汽车等民用及高技术领域的需求，泡沫铝异型件、三明治结构正成为泡沫金属制备领域中的前沿。传统的熔体发泡法直接制备异型件、三明治结构、泡沫铝合金填充件、预埋件等方面存在着难以逾越的困难，而粉末冶金法制备泡沫铝异型件、三明治结构等方面则存在成本高、工艺不稳定等缺陷。

                          发明内容

本发明提供一种的二次泡沫化制备泡沫铝合金制品制备方法，该方法主要被用于制备具有复杂外形的泡沫铝合金异型件、三明治结构、小球填充件和带有预埋件的泡沫铝合金制品等多种制品，该方法简单、成本低，方法可靠，制备的泡沫铝合金制品孔结构均匀、孔隙率可控。

本发明采用如下技术方案：

一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，并调节温度至630℃-680℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，搅拌1-30分钟，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，搅拌使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件；

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品。

发明原理：

氢化钛是铝合金泡沫化的驱动力，在泡沫化过程中，氢化钛的分解量一直没有引起人们的重视，本发明在对氢化钛的分解过程进行定量分析的基础上，获得了本发明的技术方案。

氢化钛分解温度对氢气产率的影响：对氢化钛分解动力学方程组，可以计算在903k、913k、923k、933k、943k下氢气一次产率f₁随时间变化的曲线。相同的分解时间下，温度越高，氢气一次产率f₁越高；分解时间越长，氢气的一次产率f₁越高。670℃下氢气产率f₁比650℃高60％以上。

氢化钛分解时间对氢气产率的影响：可以计算温度为923k下，预分解时间分别为0s(即一次分解)、60s、80s、100s、120s、150s的氢气二次产率f₂随时间变化的关系。二次分解曲线和预分解曲线形状相似，但二次产率f₂明显降低，且预分解时间越长，二次分解氢气产率f₂就越低。但是，即使预分解时间达到150s，其二次分解氢气产率f₂均大于10％。

连续升温条件下氢化钛二次分解的氢气产率：为预分解温度分别为923k、933k、943k、953k，预分解时间为80s的二次连续升温分解曲线，升温速率为1.26k/s。在同一预分解时间下，预分解温度越高，连续升温二次分解氢气的产率越低。连续升温条件下的氢气二次产率均大于10％。

而形成泡沫铝合金所必需的氢气的计算如下：

在一次泡沫化过程中，氢化钛分解产生的氢气的绝大部分由于搅拌逃散到空气中或者燃烧掉，只有一部分存留在熔体中以形成泡沫铝合金。下面计算形成一定孔隙率的泡沫铝合金所必需的氢气量：熔体泡沫化冷却前熔体泡沫中氢气的质量。

以熔体发泡法泡沫化条件计算为例：泡沫化温度为T，铝合金熔体的质量为m_Al，氢化钛的加入质量占铝合金的百分比为a，在冷却前泡沫铝合金中氢气的体积为V_g，孔隙率为Pr，气泡的平均内压力为P_内，在快速冷却过程中，氢化钛分解放出的气体量忽略不计(可通过控制使得泡沫铝合金熔体孔隙率较低从而使其很快冷却)，因而泡沫铝合金冷却前气泡内的气体的质量m_f为：

氢化钛总的含氢质量m₀为：

$m_0=m_{\mathrm{Al}}\·a\·\frac{1.94}{1.94+48}---\left(2\right)$

因而泡沫铝合金冷却前气泡内的气体的质量m_f(即形成泡沫铝合金所必需的氢气质量)占氢化钛总的含氢质量m₀的百分比k为：

计算k还需要确定P_内，过程如下：

气泡阻力主要由三个部分组成：铝合金熔体的静压力P_l，由表面张力引起的附加压力ΔP和大气压力P_大气压，在气泡内压力P_内与气泡膨胀的阻力之间达到动态平衡：

                  P_内＝P_大气压+P_l+ΔP                   (4)

其中，P_l＝ρ_Al·g·h，在通常的泡沫化条件下，泡沫铝合金的最高高度h可达到200mm，则熔体最大的静压强P_l＝0.054×10⁵N/m²，附加压强为ΔP＝2σ/r，铝合金的表面张力为0.98N/m，气泡的平均半径(均匀化搅拌以后)在0.0008m～0.003m左右，因而附加压强最大值达约为0.0245×10⁵N/m²。对于微小气泡，由于附加压力产生的内压力较大，但是其总体积也很小，因而其总量很少，可以忽略。

因此，由式(4)可得：P_g≈1.09175×10⁵Pa；

由(3)可以计算形成泡沫铝合金所必需的氢气质量占氢化钛总的含氢质量的百分比不超过7.13％。

因而，常规泡沫化条件下的氢化钛二次分解的气体量(大于10％)大于形成泡沫铝合金所必需的氢气量(小于7.13％)，二次泡沫化在理论上是可行的。

本发明获得如下技术效果：

1.本发明利用因氢化钛在一次泡沫化过程中分解不完全而残余的氢化钛分解产生的氢气，使得受热熔化后的铝合金熔体二次泡沫化，获得泡沫铝合金；本发明利用氢化钛热分解量与温度紧密相关的特点，通过控制一次热分解温度为630-680℃从而控制了氢化钛一次热分解量，并保证了第二次泡沫化过程中的氢气分解量，因而本发明无需对氢化钛作任何处理，因而简化了工艺过程，降低了成本。

2.本发明无需对一次泡沫化铝合金预制件进行压制，因而方法简单，成本低。相对而言，粉末冶金法等其它方法需要通过较高的压力致密化因而成本较高。

3.本发明中由于一次泡沫化铝合金预制件已经具有一定的孔隙率，使得泡沫铝合金的排液速度受到抑制，因而获得的二次泡沫化铝合金的孔结构比较均匀。

4.本发明通过控制一次泡沫化温度控制氢化钛热分解量，对二次泡沫化时间控制要求相对比较宽，因而，可以采用足够长的搅拌时间，使得氢化钛在泡沫铝合金中分散均匀，从而使得二次泡沫化制备的泡沫铝合金制品孔结构均匀。

5.本发明在钙增粘的熔体发泡法基础上发展而来的，钙增粘的机理与碳化硅陶瓷颗粒增粘的机理有所不同，钙加入铝合金熔体后产生的增粘作用的主要是金属间化合物；钙增粘的铝合金熔体通过搅拌过程中反应获得分布均匀的金属间化合物，因而具有粘度均匀的特点，这些金属间化合物在热压以及再加热的过程中分布依然是均匀的，因而容易获得孔结构均匀的二次泡沫化铝合金；而碳化硅陶瓷增粘的泡沫铝合金，分布不易均匀，因而制备的泡沫铝合金不易均匀，此外由于碳化硅陶瓷颗粒自身不稳定性也会导致产品质量问题。

6.由于一次泡沫化条件下剩余氢化钛在再加热过程中能够产生足够氢气，因而本发明可制备较高孔隙率(孔隙率范围50～90％)的二次泡沫化泡沫铝合金异型件、三明治结构、泡沫铝合金填充球以及其他外形轮廓的填充件、带有预埋件的泡沫铝合金制品等，通过对二次发泡模具内腔的形状的改变而实现泡沫铝合金制品外形轮廓的改变。这些二次泡沫化方法制备的泡沫铝合金制品泡沫铝合金制品具有高强度、刚度、高能量吸收的特点，有重要应用前景。

7.本发明对铝板以及预制件进行表面处理，去除铝表面的氧，从而使得板芯结合牢固，从而提高了结构的力学性能。

8.对较低孔隙率的一次泡沫化铝合金预制件加热，可使得二次泡沫化铝合金预制件熔化，同时其中残余的氢化钛分解产生氢气使其泡沫化，获得二次泡沫化泡沫铝合金，提高加热温度，可使得预制件加热速度提高，从而减少氢气的损失量，还可以进一步提高氢化钛的分解量，进而提高泡沫铝合金孔隙率。

9.本发明可以制造带有表皮的具有复杂外表形状的泡沫铝合金异型件，可以制备以泡沫铝合金为夹芯的三明治结构，可以制备泡沫铝合金填充球(所谓泡沫铝合金填充球是指，泡沫铝合金制品的外形轮廓为球形，并带有一层表皮，其作用为，需填充具有复杂形状的空间时，用这些相对尺寸较小的泡沫铝合金填充球填充进这些空间，同样可以起到减振吸能的效果)，还可制备带有预埋件的各式泡沫铝合金制品，而且方法简单，成本低。

                       附图说明

图1为二次泡沫化制备的泡沫铝合金制品孔结构图(孔隙率85％，孔径1.5-2.5mm，)

图2为二次泡沫化制备的泡沫铝合金各种不同外形制品图(包括填充球，孔隙率50％-90％，孔径1-5mm)

图3为二次泡沫化制备的泡沫铝合金异型件、填充件图(孔隙率50％-90％，孔径1-5mm)

                         具体实施方式

实施例1一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，并调节温度至630℃-680℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，搅拌1-30分钟，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，搅拌使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件；

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品。

实施例2一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，其中，铝合金如ZL101，ZL102，ZL111系列合金，也可以是铸造铝铜系合金，牌号如ZL201，ZL202，ZL205系列合金，也可以是主要含铜或者主要含硅的变形铝合金，还可以是含镁的铝合金，如ZL301等，调节温度至630℃-680℃，温度可以为635℃，642℃，650℃，660℃，665℃，670℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，钙的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，搅拌1-30分钟，搅拌时间可以选取为3分钟，8分钟，10分钟，15分钟，22分钟，25分钟，搅拌速度可以为300～600rpm，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，氢化钛的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，搅拌使氢化钛在熔体中分布均匀，可以800～5000rpm的速度搅拌60～1000秒，搅拌速度可以选取为，4500rpm，4000rpm，3200rpm，2500rpm，1000rpm，900rpm，搅拌时间可以选取为70s，90s，150s，250s，400s，550s，600s，800s，900s，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件，例如孔隙率为60％，55％，54％，52％，45％，39％，35％，28％，22％，18％，15％；

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，其中，温度可以选取为750℃，800℃，850℃，880℃，950℃，1000℃，1150℃，保温时间可以选取为5分钟，8分钟，12分钟，20分钟，27分钟，33分钟，38分钟，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品，孔隙率范围为50％-90％，可以为50％，60％，70％，80％，85％，90％，孔径为1-5mm。

本实施例中，模具是带有空腔的模具，其形状根据实际需要来设定，可以是球形、圆柱形、方柱形，或者不规则的抛物面等，同时可根据需要制备以泡沫铝合金为夹芯三明治结构、带有预埋件的其他泡沫铝合金制品，该泡沫铝合金制品可以有各种形状和尺寸，用做能量吸收和承载、阻尼、减振等多方面的填充件、结构件和功能件。泡沫铝合金填充件的外形轮廓得改变主要通过对模具内腔形状的改变来实现，而对二次泡沫化制备的泡沫铝合金孔隙率的控制主要通过对预制件质量大小来控制，即通过对一次泡沫铝合金预制件质量大小的控制实现对泡沫铝合金异型件平均孔隙率的控制，预制件质量与二次泡沫化制备的泡沫铝合金孔隙率的关系为：Prb＝1-m(ρV)，其中，Prb为二次泡沫化制备的泡沫铝合金平均孔隙率，m为一次泡沫化铝合金预制件的质量，ρ为铝合金的密度，V为模具内腔的体积。例如，铝的密度可以取为2780千克每立方米，一次泡沫铝合金预制件可以选取为68克，模具内腔的体积为163000立方毫米，而此泡沫化制备的泡沫铝合金填满整个模具内腔，其平均孔隙率为85％。

实施例3一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，其中，铝合金如ZL101，ZL102，ZL111系列合金，也可以是铸造铝铜系合金，如ZL201，ZL202，ZL205系列合金，也可以是主要含铜或者主要含硅的变形铝合金，调节温度至630℃-680℃，温度可以为635℃，642℃，650℃，660℃，665℃，670℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，钙的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，搅拌1-30分钟，搅拌时间可以选取为3分钟，8分钟，10分钟，15分钟，22分钟，25分钟，搅拌速度可以为300～600rpm，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，氢化钛的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，以800～5000rpm的速度搅拌60～1000秒，例如，搅拌速度可以选取为，4500rpm，4000rpm，3200rpm，2500rpm，1000rpm，900rpm，搅拌时间可以选取为70s，90s，150s，250s，400s，550s，600s，800s，900s，使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件，例如孔隙率为60％，54％，52％，45％，39％，35％，28％，22％，18％，15％；这种泡沫铝合金预制件具有较大壁厚和较好的气密性，在二次加热过程中可有效防止气体逃逸。

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，其中，温度可以选取为750℃，800℃，850℃，880℃，950℃，1000℃，1150℃，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品，孔隙率范围为50％-90％，孔径为1-5mm。其中，模具是带有空腔的模具，其形状根据实际需要来设定，可以是球形、圆柱形、方柱形，或者不规则的抛物面等。

本实施例中，为获得带有表皮的泡沫铝合金异型件，异型中空模具的的模腔中空形状可以是任意形状，包括规则形状和不规则形状，可以是球形、圆柱形、方柱形，或者不规则的抛物面，实施时，可将预制件预先摆放在需要填充泡沫铝合金的模具或零件的中空部分；保温时间可以为5分钟，7.5分钟，8.8分钟，11分钟，14分钟，16分钟，19分钟。

实施例4一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，其中，铝合金如ZL101，ZL102，ZL111系列合金，也可以是铸造铝铜系合金，如ZL201，ZL202，ZL205系列合金，也可以是主要含铜或者主要含硅的变形铝合金，调节温度至630℃-680℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，钙的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，搅拌1-30分钟，搅拌时间可以选取为3分钟，8分钟，10分钟，15分钟，22分钟，25分钟，搅拌速度可以为300～600rpm，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，氢化钛的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，以800～5000rpm的速度搅拌60～1000秒，例如，搅拌速度可以选取为，4500rpm，4000rpm，3200rpm，2500rpm，1000rpm，900rpm，搅拌时间可以选取为70s，90s，150s，250s，400s，550s，600s，800s，900s，使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件，例如孔隙率为54％，52％，45％，39％，35％，28％，22％，18％，15％；

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，其中，温度可以选取为750℃，800℃，850℃，880℃，950℃，1000℃，1150℃，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品，孔隙率范围为50％-90％，孔径为1-5mm。其中，模具是带有空腔的模具，其形状根据实际需要来设定，可以是球形、圆柱形、方柱形，或者不规则的抛物面等。

本实施例中，在第二步中，将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件做表面除氧处理，然后将表面除氧处理过的铝板或者铝合金板放置于预制件的表面，再将其放入模具中，必要时，加氩气、氮气或者二氧化碳等惰性气体保护模具内的预制件，以避免其进一步氧化，使预制件及表皮处于700℃～1200℃的温度下保温3-40分钟，从而获得带有更厚表皮的泡沫铝合金制品，如板芯牢固结合的以铝或铝合金为面板，泡沫铝合金为夹芯的三明治结构、带有厚表皮的具有复杂外形的填充件，表皮所用的泡沫铝合金可以为通常用的变形铝合金，如硬铝合金、超硬铝合金、防锈铝合金等，牌号分别可以为LY12，F5等。

表面除氧处理的方法如下：

表面处理与铝合金表面除氧处理的方法类似，首先进行化学除油：化学除油过程是借着化学反应和物理化学作用，除去制件表面的油污。化学除油采用弱碱性溶液中进行。化学除油液的配方和工艺条件：1、配方：氢氧化钠30-50G/L，工业洗涤剂0.5-1ML/L，水70-125G；2、工艺条件：温度：50-60℃，时间：1-2min；3、除油后用清水冲洗；4、化学除氧化膜：进行酸洗处理以中和制件表面残留的碱液，并除去其自然氧化膜，使之露出制件的铝及铝合金基体，对于含硅铝合金制作，必须用混合溶液进行酸洗，以除去其表面的暗色硅浮灰；酸洗液的配方：浓硝液200～270ML/L；温度：室温时间：1-3min。除去含硅铝合金制件表面氧化膜和硅浮灰的酸洗液配方：浓硝酸3体积；浓氢氟酸1体积，温度：室温，时间：5-15min。

实施例5一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，其中，铝合金如ZL101，ZL102，ZL111系列合金，也可以是铸造铝铜系合金，如ZL201，ZL202，ZL205系列合金，也可以是主要含铜或者主要含硅的变形铝合金，调节温度至630℃-680℃，温度可以为635℃，642℃，650℃，660℃，665℃，670℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，钙的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，搅拌1-30分钟，搅拌时间可以选取为3分钟，8分钟，10分钟，15分钟，22分钟，25分钟，搅拌速度可以为300～600rpm，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，氢化钛的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，以800～5000rpm的速度搅拌60～1000秒，例如，搅拌速度可以选取为，4500rpm，4000rpm，3200rpm，2500rpm，1000rpm，900rpm，搅拌时间可以选取为70s，90s，150s，250s，400s，550s，600s，800s，900s，使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件，例如孔隙率为60％，54％，52％，45％，39％，35％，28％，22％，18％，15％；

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，其中，温度可以选取为750℃，800℃，850℃，880℃，950℃，1000℃，1150℃，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品，孔隙率可以为50％，60％，70％，80％，85％，90％。其中，模具是带有空腔的模具，其形状根据实际需要来设定，可以是球形、圆柱形、方柱形，或者不规则的抛物面等。

本实施例中，在第二步中将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金放置于具有球形空腔的模具中，在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得外廓为球形的泡沫铝合金制品。该泡沫铝合金球带有表皮，对于一些不规则需要填充泡沫铝合金的场合，可以用具有较小尺寸(如1cm-5cm)等尺寸的泡沫铝合金球来填充，方法更简单。

实施例6一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，其中，铝合金如ZL101，ZL102，ZL111系列合金，也可以是铸造铝铜系合金，如ZL201，ZL202，ZL205系列合金，也可以是主要含铜或者主要含硅的变形铝合金，调节温度至630℃-680℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，钙的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，搅拌1-30分钟，搅拌时间可以选取为3分钟，8分钟，10分钟，15分钟，22分钟，25分钟，搅拌速度可以为300～600rpm，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，氢化钛的加入量可以选取为0.8％，1.2％，1.5％，2.0％，2.8％，3.5％，4.2％，4.7％，以800～5000rpm的速度搅拌60～1000秒，例如，搅拌速度可以选取为，4500rpm，4000rpm，3200rpm，2500rpm，1000rpm，900rpm，搅拌时间可以选取为70s，90s，150s，250s，400s，550s，600s，800s，900s，使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件，例如孔隙率为60％，54％，52％，45％，39％，35％，28％，22％，18％，15％；

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，其中，温度可以选取为750℃，800℃，850℃，880℃，950℃，1000℃，1150℃，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品。其中，模具是带有空腔的模具，其形状根据实际需要来设定，可以是球形、圆柱形、方柱形，或者不规则的抛物面等。

本实施例中，在第一步后，将预埋件植入上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件中，并将预制件放置于模具中，在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得带有预埋件的泡沫铝合金制品。该预埋件可以为内螺纹，螺丝孔等，材料通常是钢、铜质，具有比铝高的熔点。

Claims (7)

1.一种二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，其特征在于包括以下几步：

第一步：将铝合金加热至熔化，并调节温度至630℃-680℃，加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的钙至铝合金熔液中，搅拌1-30分钟，再加入相当于铝合金重量的0.5％-5％的氢化钛，搅拌使氢化钛在熔体中分布均匀，将搅拌后的熔体冷却，获得孔隙率低于70％的一次泡沫铝合金预制件；

第二步：将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件放入模具中，并在700℃～1200℃的温度下保温3～40分钟，使得一次泡沫化铝合金预制件在模具中二次泡沫化，将发泡后的泡沫铝合金冷却，获得泡沫铝合金制品。

2.根据权利要求1所述的二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，其特征在于为获得泡沫铝合金异型件，在第二步中的模具具有复杂形状内腔。

3.根据权利要求1所述的二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，其特征在于通过确定一次泡沫铝合金预制件质量大小而确定二次泡沫化铝合金的平均孔隙率，一次泡沫铝合金预制件质量与二次泡沫化制备的泡沫铝合金孔隙率的关系为：Prb＝1-m/(ρV)，其中，Prb为二次泡沫化制备的泡沫铝合金平均孔隙率，m为一次泡沫化铝合金预制件的质量，ρ为铝合金的密度，V为模具内腔的体积。

4.根据权利要求1所述的二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，其特征在于，在第二步中将上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件做表面除氧处理，然后将表面除氧处理过的铝板或者铝合金板放置于预制件的表面，再将其放入模具中加热。

5.根据权利要求4所述的二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，其特征在于，在预制件加热过程中，用惰性气体对预制件进行保护。

6.根据权利要求1所述的二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，其特征在于在第二步中的模具内腔为球形。

7.根据权利要求1所述的二次泡沫化制备泡沫铝合金制品的方法，其特征在于，首先在第二步将预埋件植入上述孔隙率低于70％的一次泡沫化铝合金预制件中，并将带有预埋件的预制件放置于模具中加热二次泡沫化。

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