TWI411689B - 發泡金屬之製程 - Google Patents

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Chun Sheng Kuo
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發泡金屬之製程
本發明係有關於一種發泡金屬之製程，特別係有關於一種可降低生產成本之發泡金屬之製程。
習知發泡鋁材製程係藉由鑄造成型法使發泡鋁材成型，其係將鋁材先溶化成液態，然後加入發泡劑攪拌，由於在攪拌過程中，發泡劑已開使發泡，因此會造成液態鋁材與發泡劑攪拌不均勻的情形，此外在溶化鋁材製程中需耗用大量能源，且攪拌液態鋁材及發泡劑時，為了防止氣泡浮至表面消失而必須添加增粘劑，以使氣泡穩定於液態鋁材中，但添加增粘劑會導致生產成本增加，此外，在液態鋁材添加發泡劑後需持續攪拌，以使氣泡均勻分布，然受溫度梯度影響，氣泡之大小會隨著液態鋁材逐漸冷卻之厚度變化而產生大小不同氣泡，其品質並無法控制，且以鑄造成型法所製成之發泡鋁材，其鋁材中之微孔洞大小不均，且冷卻後發泡鋁材中之微孔洞較大，因此造成發泡鋁材應力不強的情形。
本發明之主要目的係在於提供一種發泡金屬之製程，其包含提供複數個金屬碎屑；添加一發泡劑粉末於該些金屬碎屑中；混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑以使該發泡劑粉末及該些金屬碎屑形成為一前驅混合物；將該前驅混合物置於一模具內以製成錠狀；對該前驅混合物進行一摩擦攪拌製程以形成一粗坯；以及對該粗坯進 行一加熱發泡製程，以使該粗坯形成有複數個微孔洞。由於本發明之該些金屬碎屑係為切削後之廢鋁屑，因此不必額外購買鋁粉或鑄錠，可降低生產成本，且摩擦攪拌製程只需工具頭及夾具，因此消耗之能量較低，此外，本發明係具有混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑以及摩擦攪拌製程，因此該發泡劑粉末可分布較均勻，使得發泡後所形成之微孔洞較小且均勻。
請參閱第1圖，其係本發明之一種發泡金屬之製程，其包含下列步驟：首先，請參閱第1圖之步驟11：提供複數個金屬碎屑，該些金屬碎屑係選可自於鋁合金、鎂合金、鋅合金、鈦合金、銅合金等金屬材料其中之一或上述金屬材料之混合物，在本實施例中，該些金屬碎屑係可為切削後之廢鋁屑；接著，請參閱第1圖之步驟12：清洗該些金屬碎屑以防止油污附著於該些金屬碎屑上；之後，請參閱第1圖之步驟13：烘乾該些金屬碎屑以防止水附著於該些金屬碎屑上；接著，請參閱第1圖之步驟14：添加一發泡劑粉末於該些金屬碎屑中，該發泡劑粉末係選自於碳酸鹽類、鈦化氫及鋯化氫其中之一；之後，請參閱第1圖之步驟15：混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑以使該發泡劑粉末及該些金屬碎屑形成為一前驅混合物110，在本實施例中，混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑之時間係介於1-10小時之間以使該發泡劑粉末及該些金屬碎屑充分混合。
接著，請參閱第1圖之步驟16及第2圖：將該前驅混合物110置於一模具(圖未繪出)內以製成錠狀，在本實 施例中，其係將該模具放置於一油壓機(圖未繪出)上以壓製法使該前驅混合物110形成錠狀；之後，請參閱第1圖之步驟17、第3圖、附件1及附件2：對該形成錠狀之前驅混合物110進行一摩擦攪拌製程以形成一粗坯120，請再參閱附件1，其係將壓製成錠狀之該前驅混合物110放置於一固定模具130內，請再參閱第3圖，再將該固定模具130放置於一攪拌機(圖未繪出，如銑床等)上並利用一攪拌工具頭140進行摩擦攪拌製程，接著，請再參閱附件2，以使該發泡劑粉末均勻分佈於該些金屬碎屑中，該摩擦攪拌製程中作用於該前驅混合物110之走速係介於1-100cm/min，旋轉速度係介於100-3000rpm之間；接著，請參閱第1圖之步驟18及附件3：對該粗坯120進行一加熱發泡製程，以使該粗坯120形成有複數個微孔洞，該加熱發泡製程之溫度係介於600-800℃之間，且該加熱發泡製程之時間係介於1-20分鐘之間。由於本發明之該些金屬碎屑係為切削後之廢鋁屑，因此不必額外購買鋁粉或鑄錠，可降低生產成本，且摩擦攪拌製程只需工具頭及夾具，因此消耗之能量較低，再者，本發明所製成之發泡金屬之尺寸大小可依需求改變，此外，本發明係具有混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑以及摩擦攪拌製程，因此該發泡劑粉末可分布較均勻，使得發泡後所形成之微孔洞較小且均勻。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
11‧‧‧提供複數個金屬碎屑
12‧‧‧清洗該些金屬碎屑
13‧‧‧烘乾該些金屬碎屑
14‧‧‧添加一發泡劑粉末於該些金屬碎屑中
15‧‧‧混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑以使該發泡劑粉末 及該些金屬碎屑形成為一前驅混合物
16‧‧‧將該前驅混合物置於一模具內以製成錠狀
17‧‧‧對該前驅混合物進行一摩擦攪拌製程以形成一粗坯
18‧‧‧對該粗坯進行一加熱發泡製程
110‧‧‧前驅混合物
120‧‧‧粗坯
130‧‧‧固定模具
140‧‧‧攪拌工具頭
第1圖：依據本發明之一較佳實施例，一種發泡金屬之製程流程圖。
第2圖：依據本發明之一較佳實施例，該發泡金屬之製程中以壓製法使該前驅混合物形成錠狀之示意圖。
第3圖：依據本發明之一較佳實施例，利用一攪拌工具頭進行摩擦攪拌製程之示意圖。
附件1：依據本發明之一較佳實施例，將該前驅混合物放置於一固定模具內之照片示意圖。
附件2：依據本發明之一較佳實施例，該發泡劑粉末均勻分佈於該些金屬碎屑中之照片示意圖。
附件3：依據本發明之一較佳實施例，該粗坯經加熱發泡製程後之成型示意圖。
11‧‧‧提供複數個金屬碎屑
12‧‧‧清洗該些金屬碎屑
13‧‧‧烘乾該些金屬碎屑
14‧‧‧添加一發泡劑粉末於該些金屬碎屑中
15‧‧‧混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑以使該發泡劑粉末及 該些金屬碎屑形成為一前驅混合物
16‧‧‧將該前驅混合物置於一模具內以製成錠狀
17‧‧‧對該前驅混合物進行一摩擦攪拌製程以形成一粗坯
18‧‧‧對該粗坯進行一加熱發泡製程

Claims (10)

  1. 一種發泡金屬之製程，其至少包含：提供複數個金屬碎屑；添加一發泡劑粉末於該些金屬碎屑中；混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑以使該發泡劑粉末及該些金屬碎屑形成為一前驅混合物；將該前驅混合物置於一模具內以製成錠狀；對該形成錠狀之前驅混合物進行一摩擦攪拌製程以形成一粗坯；以及對該粗坯進行一加熱發泡製程，以使該粗坯形成有複數個微孔洞。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其另包含有一清洗該些金屬碎屑之步驟，其係在提供複數個金屬碎屑之步驟後。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發泡金屬之製程，其另包含有一烘乾該些金屬碎屑之步驟，其係在清洗該些金屬碎屑之步驟後。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其中該加熱發泡製程之溫度係介於600-800℃之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其中該摩擦攪拌製程中作用於該前驅混合物之走速係介於1-100cm/min之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其中混合該發泡劑粉末及該些金屬碎屑之時間係介於1-10小時之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其中該加熱發泡製程之時間係介於1-20分鐘之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其中該發泡劑粉末係選自於碳酸鹽類、鈦化氫及鋯化氫其中之一。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其中該前驅混合物置於一模具內以製成錠狀之步驟中係以壓製法使該前驅混合物形成錠狀。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發泡金屬之製程，其中該些金屬碎屑係選可自於鋁合金、鎂合金、鋅合金、鈦合金、銅合金等金屬材料其中之一或上述金屬材料之混合物。
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