專利名稱：一種通孔泡沫鋁的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通孔泡沬鋁的制備方法，屬于多孔泡沫金屬材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通孔泡沫鋁具有高比表面、吸音、保溫、隔熱、滲透、過(guò)濾、能量吸收等 特性，在催化、化工、能源、環(huán)保、噪音控制、緩沖減震等領(lǐng)域有巨大的巿場(chǎng) 潛力。
目前，公知的通孔泡沫鉬的制備方法主要有滲流鑄造法和電沉積燒結(jié)法， 這兩種制備方法都存在工藝復(fù)雜、成本高的不足，而且都釆用了泡沬塑料(如
聚氨酯)或NaCl為前軀體，在成孔過(guò)程中(后)通過(guò)加熱將泡沬塑料燃燒去 除或?qū)aCl用水溶除，這樣易造成環(huán)境污染，并增加了成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通孔泡沬鋁的制備方法，具有泡沫 鋁結(jié)構(gòu)可控、工藝簡(jiǎn)單、低成本、材料可循環(huán)利用、不污染環(huán)境的特點(diǎn)，可實(shí) 現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明所釆用的方案是釆用熔點(diǎn)低于鋁或鋁合金的不同直徑的鉛或鋅金 屬球經(jīng)混合、燒結(jié)后獲得前驅(qū)體，鋁或鋁合金為滲流體，通過(guò)壓力滲流的方法 將滲流體滲入到前驅(qū)體中，冷卻得到復(fù)合體，加熱復(fù)合體使前驅(qū)體金屬鉛或鋅 從復(fù)合體中熔除，得到通孔泡沫鋁。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是前驅(qū)體大金屬球的直徑在lmm 5mm間，小 金屬球的直徑在0.1mm 0.5mm,大小球體積比3:1 11:1;前驅(qū)體金屬球在 混合時(shí)，在混料機(jī)中以50rpm 300rpm的轉(zhuǎn)速混合10min. 70min.;金屬鉛或 鋅球的燒結(jié)溫度為其熔點(diǎn)的0.3倍 0.9倍，在氬氣保護(hù)下燒結(jié)10 min. 180min.，金屬球燒結(jié)體在滲流前于其熔點(diǎn)的0.3倍 0.9倍的溫度預(yù)熱5 min. lOOmin.;鋁或鋁合金基體的熔化溫度比其熔點(diǎn)高50。C 40(TC，熔化保溫時(shí)間 20min. 100min.;壓力滲流時(shí)控制滲流壓力為5MPa 100MPa,滲流溫度比基 體金屬熔化溫度低5°C 10°C,滲流速度為0.1 mm/s 10mm/s，滲流后的復(fù)合 體水冷卻；前驅(qū)體熔除溫度比前驅(qū)體金屬的熔點(diǎn)高50°C 150°C,熔除時(shí)間 10min. 100min.,熔除后釆用空冷。
前驅(qū)體金屬大小球分別采用兩種不同直徑規(guī)格的金屬球，大小球的體積比 根據(jù)具體需要的孔隙率、孔徑確定。
從復(fù)合體中熔除后的前驅(qū)體金屬鉛或鋅可回收循環(huán)利用。
本發(fā)明的有益效果是(l)利用了不同金屬的熔點(diǎn)差，以較低熔點(diǎn)的鉛或 鋅球燒結(jié)體為前驅(qū)體，較高熔點(diǎn)的鋁或鋁合金為滲流體，通過(guò)一次滲流復(fù)模的
方法實(shí)現(xiàn)了通孔泡沬鋁的制備，獲得的通孔泡沬鋁的孔隙率為80% 98%，孔 徑范圍為0.1mm 5mm。具有泡沬鋁結(jié)構(gòu)可控、工藝簡(jiǎn)單、低成本、材料可循 環(huán)利用、不污染環(huán)境的特點(diǎn)。(2)設(shè)備條件簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
圖l為本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
鋅球(大球直徑2mm、小球直徑0.3mm，大小球體積比5:1 )在混料機(jī)內(nèi)混 合均勻(轉(zhuǎn)速120rpm,混合時(shí)間30min.;)后，放入氬氣保護(hù)的燒結(jié)爐中進(jìn) 行燒結(jié)(燒結(jié)溫度320°C，燒結(jié)時(shí)間25min.)獲得鋅滲流前驅(qū)體，將燒結(jié)的鋅 滲流前驅(qū)體預(yù)熱(預(yù)熱溫度280°C,預(yù)熱時(shí)間10min.)備用。同時(shí)，純鋁在石 墨坩鍋中加熱到75(TC熔化、保溫30min.，通過(guò)壓力滲流(滲流壓力6MPa, 滲流體溫度740°C,滲流速度2mm/s)，滲流后的復(fù)合體水冷卻得到鋁和鋅 前驅(qū)體的復(fù)合體，將此復(fù)合體進(jìn)行加熱熔除鋅(加熱溫度560°C，熔除時(shí)間 25min.)，空冷后得到孔隙率89%、孔徑范圍0.3mm 2mm的泡沫純鋁。 實(shí)施例二
鋅球(大球直徑3mm、小球直徑0.2mm，大小球體積比ll:l )在混料機(jī)內(nèi) 混合均勻(轉(zhuǎn)速150rpm,混合時(shí)間20min.;)后，放入氬氣保護(hù)的燒結(jié)爐中 在進(jìn)行燒結(jié)(燒結(jié)溫度300°C,燒結(jié)時(shí)間30min.)獲得鋅滲流前驅(qū)體，將燒結(jié) 的鋅滲流前驅(qū)體預(yù)熱(預(yù)熱溫度250°C,預(yù)熱時(shí)間lOmin.)備用。同時(shí)，ZLD104 合金在石墨坩鍋中加熱到690'C熔化、保溫30min.,通過(guò)壓力滲流(滲流壓力 9MPa，滲流體溫度680°C,滲流速度2.5mm/s.)，滲流后的復(fù)合體水冷卻得 到鋁合金和鋅前驅(qū)體的復(fù)合體，將此復(fù)合體進(jìn)行加熱熔除鋅(加熱溫度550°C， 熔除時(shí)間30min.),空冷后得到孔隙率80%、孔徑范圍0.2mm 3mm的泡沬 ZLD104合金。 實(shí)施例三
鉛球(大球直徑5mm、小球直徑0.2mm,大小球體積比3:1)在混料機(jī)內(nèi) 混合均勻(轉(zhuǎn)速200rpm,混合時(shí)間15min.;)后，放入氬氣保護(hù)的燒結(jié)爐中 在進(jìn)行燒結(jié)(燒結(jié)溫度260°C，燒結(jié)時(shí)間50min.)獲得鉛滲流前驅(qū)體，將燒
結(jié)的鉛滲流前驅(qū)體預(yù)熱(預(yù)熱溫度220°C，預(yù)熱時(shí)間lOmin.)備用。同時(shí)， AlSil2合金在石墨坩鍋中加熱熔化(加熱溫度650。C,保溫時(shí)間30min.)，通過(guò) 壓力滲流(滲流壓力12MPa,滲流體溫度640°C,滲流速度3mm/s )，滲 流后的復(fù)合體水冷卻得到鋁合金和鉛前驅(qū)體的復(fù)合體，將此復(fù)合體進(jìn)行加熱熔 除鉛(加熱溫度450°C，熔除時(shí)間20min.),空冷后得到孔隙率98%、孔徑范 圍0.2 mm 5mm的泡沬AlSil2合金。
權(quán)利要求
1、一種通孔泡沫鋁的制備方法，其特征是采用熔點(diǎn)低于鋁或鋁合金的不同直徑的鉛或鋅金屬球經(jīng)混合、燒結(jié)后獲得前驅(qū)體，鋁或鋁合金為滲流體，通過(guò)壓力滲流的方法將滲流體滲入到前驅(qū)體中，冷卻得到復(fù)合體，加熱復(fù)合體使前驅(qū)體金屬鉛或鋅從復(fù)合體中熔除，得到通孔泡沫鋁。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通孔泡沫鋁的制備方法，其特征是前驅(qū)體大金 屬球的直徑在lmm 5mm間，小金屬球的直徑在0.1mm 0.5mm,大小球體積 比3:1 11:1;前驅(qū)體金屬球在混合時(shí)，在混料機(jī)中以50rpm 300rpm的轉(zhuǎn)速 混合10min. 70min.;金屬鉛或鋅球的燒結(jié)溫度為其熔點(diǎn)的0.3 0.9倍，在氬 氣保護(hù)下燒結(jié)10 min. 180min.，金屬球燒結(jié)體在滲流前于其熔點(diǎn)的0.3 0.9 倍的溫度預(yù)熱5min. 100min.;鋁或鋁合金基體的熔化溫度比其熔點(diǎn)高50°C 400°C,熔化保溫時(shí)間20 min. 100min.;壓力滲流時(shí)控制滲流壓力為5MPa 100MPa,滲流溫度比基體金屬熔化溫度低5°C 10°C，滲流速度為0.1 mm/s 10mm/s,滲流后的復(fù)合體水冷卻；前驅(qū)體熔除溫度比前驅(qū)體金屬的熔點(diǎn)高 50°C 150°C，熔除時(shí)間10min. 100min.，熔除后采用空冷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通孔泡沬鋁的制備方法，其特征是前驅(qū)體金屬 大小球分別采用兩種不同直徑規(guī)格的金屬球，大小球的直徑及具體體積比根據(jù) 需要的孔隙率、孔徑確定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的通孔泡沬鋁的制備方法，其特征是從復(fù)合體中 熔除后的前驅(qū)體金屬鉛或鋅回收循環(huán)利用。
全文摘要
一種通孔泡沫鋁的制備方法。本發(fā)明采用熔點(diǎn)低于鋁或鋁合金的不同直徑的金屬鉛或鋅球經(jīng)混合、燒結(jié)獲得前驅(qū)體，鋁或鋁合金為滲流體，通過(guò)壓力滲流的方法滲入到前驅(qū)體中，冷卻得到復(fù)合體，加熱復(fù)合體使前驅(qū)體金屬?gòu)膹?fù)合體中熔除，得到通孔泡沫鋁。本發(fā)明具有泡沫鋁結(jié)構(gòu)可控、工藝簡(jiǎn)單、低成本、材料可循環(huán)利用、不污染環(huán)境的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C22C1/08GK101182606SQ20071006644
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者蕓 周, 左孝青, 斌 張, 陸建生 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)