專利名稱：一種熔體發泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發泡裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬制品制造領域，特別涉及一種熔體發泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發泡裝置。
背景技術：
泡沫鋁是一種新型的多孔金屬材料。它所具有的輕質與高比強度等特點，使得其可作為潛在的結構材料；所具有的吸聲、隔音、隔熱、阻燃、減震、吸收沖擊能及電磁屏蔽等特性，使得其可作為功能材料。因而，在航空、航天、運輸、電子、軍工、化工、環保、能源、機械、生物等各個高科技領域及一般工業領域，泡沫鋁的應用受到了越來越廣泛的關注。目前泡沫鋁的制備方法主要有滲流鑄造法、粉末冶金法和熔體發泡法等。滲流鑄造法一般用來制造通孔泡沫鋁；粉末冶金法由于生產成本高，不適合于生產一般工業領域用的泡沫鋁材。熔體發泡法工藝簡單，但現行熔體直接發泡法存在如下的不足(1)操作難度大，如US.pat.3743353所述用TiH2作發泡劑制備泡沫鋁時，攪拌發泡時間要求控制在1～2min。(2)只能間斷操作，如CN1320710A所述方法改進了國外專利，使得泡沫鋁操作難度大為減小，但該方法屬于間隙操作；(3)控制不當時，發泡體底部存在一定厚度的實心體，并且泡沫體中泡體分布不均勻；正是由于這些不足，導致了泡沫鋁的生產成本居高不下，也限制了泡沫鋁的大規模商業化應用。(4)為了解決間隙式泡沫鋁生產成本高的權限，美國專利US.pat6984356B2描述了一種泡沫鋁的連續制備方法，但該專利不能根據需要量對熔體進行在線增粘，也沒有指出如何根據需要量來在線調整發泡劑從而得到具有不同孔隙率的泡沫鋁產品。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種可根據需要量對制備泡沫鋁的熔體進行在線增粘、在線調整熔體發泡量的裝置，通過該裝置可獲得泡體均勻性良好、且具有不同密度的泡沫鋁或泡沫鋁合金產品，并且泡沫鋁制備過程中的熔體增粘及增粘熔體發泡操作簡單、易控。
本發明的目的是通過下述方式實現的本發明的發泡裝置由隔板隔成增粘室與發泡室，隔板的下部留有增粘室中熔體可流向發泡室的導流孔；增粘室裝配有粘度傳感器及可負壓吸入增粘劑的混合攪拌器；所述發泡室裝配有可負壓吸入發泡劑或發泡氣體的混合攪拌器。
發泡室底部留一安全排料孔，以便出現意外情況時，發泡爐內物料可及時排出。
所述的增粘室內混合攪拌器的吸入增粘劑的通道上設有調整供給閥來調整增粘劑供給量。
所述的發泡室混合攪拌器的吸入發泡劑或發泡氣體的通道上設有調整供給閥來調整吸入量。
本發明所述增粘室中，裝配有粘度傳感器及可負壓吸入增粘劑的混合攪拌器；從而可達到在線調整增粘室內熔體粘度的目的；在所述發泡室中，裝配有可負壓吸入發泡劑或發泡氣體的混合攪拌器，從而可在線調整增粘熔體中氣泡率的，最后可得到具有不同孔隙率的泡沫鋁產品。
本發明系統可使泡沫鋁連續鑄造工藝中的增粘及發泡根據需要進行調整，該種調整的操作簡單、易控；通過該系統可獲得泡體均勻性良好、且具有不同密度的泡沫鋁或泡沫鋁合金產品。
圖1熔煉爐的示意圖。
圖2發泡裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的具體實施方式
為將從熔煉爐(1)熔制的合格鋁或鋁合金熔體轉入本發明系統的發泡爐后，依次對熔體實施增粘與發泡，最后使發泡熔體進入后續的連續鑄造系統進行連續鑄造。下面結合附圖對本發明作詳細說明。
(1)所述本發明的發泡爐(2)由耐火材料隔板(200)隔成增粘室(21)與發泡室(22)，隔板的下部留有增粘室中熔體可流向發泡室的導流孔(201)；發泡室(22)底部留一安全排料孔(220)，以便出現意外情況時，保溫爐內物料可及時排出。
(2)所述增粘室(21)裝配有粘度傳感器(210)及可負壓吸入增粘劑的混合攪拌器(211)。增粘室熔體的粘度可按控制要求進行調整；當熔體粘度高于控制范圍時，可以從熔煉爐引入新的熔體，或調整供給閥(212)來調小增粘劑供給量；當熔體粘度低于控制范圍時，可調整供給閥(212)來調大增粘劑供給量。混合攪拌器(211)的負壓，由其中高速旋轉的轉子轉動熔體所產生的真空獲得；當增粘劑被負壓吸入熔體后，攪拌器中的高剪切轉定子迅速把增粘劑與熔體充分混合，從而保證了增粘室中熔體粘度的均一性。
(3)所述發泡室(22)裝配有可負壓吸入發泡劑或發泡氣體的混合攪拌器(221)，其負壓由攪拌器中高速旋轉的轉子轉動熔體所產生的真空獲得；當發泡劑或發泡氣體負壓吸入增粘熔體后，攪拌器中的高剪切轉定子迅速把發泡劑或發泡氣體與熔體充分混合，從而保證了發泡室中氣泡分布的均勻性。發泡熔體中發泡劑或發泡氣體的吸入量可通過調整供給閥(222)來控制，從而可得到不同孔隙率的泡沫鋁產品。
(4)本發明用來負壓吸入增粘劑、發泡劑或發泡氣體的混合攪拌器的轉動主軸的材質為316L不銹鋼；轉子與定子的材質為石墨。
(5)啟動后續的連續鑄造設備(30)，開始進行泡沫鋁產品的連續鑄造。
權利要求
1.一種熔體發泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發泡裝置，其特征在于發泡裝置(2)由隔板(200)隔成增粘室(21)與發泡室(22)，隔板(200)的下部留有增粘室中熔體可流向發泡室的導流孔(201)；增粘室(21)裝配有監控熔體粘度的粘度傳感器(210)及可負壓吸入增粘劑的混合攪拌器(211)；所述發泡室(22)裝配有可負壓吸入發泡劑或發泡氣體的混合攪拌器(221)。
2.根據權利要求1所述的一種熔體發泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發泡裝置，其特征在于發泡室(22)底部留一安全排料孔(220)。
3.根據權利要求1所述的一種熔體發泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發泡裝置，其特征在于增粘室(21)中所安裝混合攪拌器(211)的吸入增粘劑通道上設有調整供給閥(212)。
4.根據權利要求1所所述的一種熔體發泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發泡裝置，其特征在于發泡室(22)中所安裝混合攪拌器(221)的吸入發泡劑或發泡氣體通道上設有調整供給閥(222)。
全文摘要
一種熔體發泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發泡裝置，由隔板隔成增粘室與發泡室，隔板的下部留有增粘室中熔體可流向發泡室的導流孔；增粘室裝配有粘度傳感器及可負壓吸入增粘劑的混合攪拌器；所述發泡室裝配有可負壓吸入發泡劑或發泡氣體的混合攪拌器。本發明可方便地對熔體的粘度進行連續調整、并可維持熔體內粘度的均一性，還可通過控制發泡劑或發泡氣體的吸入量、來連續制備出泡體分布且具有不同密度的泡沫鋁或泡沫鋁合金產品。
文檔編號C22C21/00GK1944697SQ20061003246
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月26日 優先權日2006年10月26日
發明者周向陽, 李劼, 劉宏專, 丁鳳其, 劉希泉, 張華 , 尚保衛, 伍上元 申請人:中南大學