一種高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沫的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沫的制備方法，屬于多孔金屬材料領(lǐng)域。該方法采用兩種不同粒徑范圍的NaCl顆粒為滲流前驅(qū)體，通過(guò)兩種不同粒徑范圍NaCl顆粒的配合使用，獲得孔隙率78-95%的通孔滲流鋁或鋁合金泡沫，具有鋁或鋁合金泡沫孔結(jié)構(gòu)可控、制備工藝簡(jiǎn)單成本低的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沬的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沫的制備方法，屬于多孔金屬材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]采用滲流鑄造方法制備的通孔鋁或鋁合金泡沫，具有低密度、高比強(qiáng)、能量吸收、吸音減振、電磁屏蔽、低熱電導(dǎo)率等特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)材料、噪音控制、建筑裝飾、隔熱保溫等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。特別是利用其吸音功能，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高速公路、城市高架路橋、地鐵等的吸音應(yīng)用，形成了一定的市場(chǎng)規(guī)模。
[0003]然而，常規(guī)滲流鑄造方法所制備的通孔鋁或鋁合金泡沫，所獲得的鋁或鋁合金泡沫孔隙率較低，在60-75%之間。大量的研究和數(shù)據(jù)表明，通孔鋁或鋁合金泡沫的吸音性能，隨其孔隙率的提聞而提聞。因此，如何提聞滲流招或招合金泡沫的孔隙率，進(jìn)而提聞其吸首性能，是鋁或鋁合金泡沫吸音功能應(yīng)用需要解決的問(wèn)題。
[0004]常規(guī)滲流鑄造方法所制備的通孔鋁或鋁合金泡沫孔隙率較低的原因，是其所采用的滲流前驅(qū)體為單一粒徑范圍的NaCl顆粒。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明針 對(duì)目前滲流鑄造法制備的鋁或鋁合金泡沫孔隙率較低的不足，在滲流鑄造法的基礎(chǔ)上，提供一種高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沫的制備方法，采用兩種不同粒徑范圍的NaCl顆粒為滲流前驅(qū)體，通過(guò)兩種不同粒徑范圍NaCl顆粒的配合使用，獲得孔隙率78-95%的通孔滲流鋁或鋁合金泡沫，具有鋁或鋁合金泡沫孔結(jié)構(gòu)可控、制備工藝簡(jiǎn)單成本低的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沫的制備方法包括如下步驟:
(1)制備鋁或鋁合金熔體；
(2)采用兩種不同粒徑范圍的NaCl顆粒為滲流前驅(qū)體，其中一種為主體顆粒，粒徑范圍為2~2.36mm、1.7~2mm或1.4~1.7mm中的一種，另一種是孔隙率調(diào)控顆粒，粒
徑范圍為Dyg= (U^2—0.4) D主，按照主體顆粒與孔隙率調(diào)控顆粒的體積比=1:
(ξ /0.7~I)的比例進(jìn)行混合，混合料在混料器中混合10~60min即得到滲流前驅(qū)體；
D $為主體顆粒的粒徑范圍的平均值，I為目標(biāo)材料的孔隙率(最終制得的通孔鋁或鋁合
金泡沫的孔隙率)；
(3)將滲流前驅(qū)體置于滲流模具中，預(yù)熱到400~500°C并保溫20~40min；
(4)將鋁或鋁合金熔體澆入滲流模具中，在2~5atm.的氣壓下將鋁或鋁合金熔體壓入滲流前驅(qū)體的孔隙中，得到鋁或鋁合金熔體與鹽顆粒的混合物；
(5)將鋁或鋁合金熔體與鹽顆粒的混合物冷卻至室溫，用水溶除其中的NaCl顆粒，得到孔隙率78-95%的通孔鋁或鋁合金泡沫。[0007]所述鋁和鋁合金熔體的制備是將鋁或鋁合金加熱到高于鋁或鋁合金熔點(diǎn)20~40 0C的溫度熔化，并保溫20~60min。
[0008]本發(fā)明原理為:
1、孔隙率調(diào)控及滲流顆粒選取原理
NaCl滲流顆粒為近球形，其堆積系數(shù)為0.68、.74，即有36~42%的孔隙(該孔隙為滲流后的鋁或鋁合金所填充)，要提高鋁或鋁合金泡沫的孔隙率，就必須提高NaCl顆粒的堆積系數(shù)。
[0009]設(shè)鋁或鋁合金泡沫的體積為Y泡；NaCl主體顆粒的直徑為D $、體積為V主，
取
【權(quán)利要求】
1.一種高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沫的制備方法，其特征在于具體步驟包括: (1)制備鋁或鋁合金熔體； (2)采用兩種不同粒徑范圍的NaCl顆粒為滲流前驅(qū)體，其中一種為主體顆粒，粒徑范圍為2~2.36mm、1.7~2mm或1.4~1.7mm中的一種，另一種是孔隙率調(diào)控顆粒，粒徑范圍為Dia= (0.2~0.4)D主，按照主體顆粒與孔隙率調(diào)控顆粒的體積比=1:( ξ /0.7~I)的比例進(jìn)行混合，混合料在混料器中混合10~60min即得到滲流前驅(qū)體；D±為主體顆粒的粒徑范圍的平均值，ξ為目標(biāo)材料的孔隙率； (3)將滲流前驅(qū)體置于滲流模具中，預(yù)熱到400~500°C并保溫20~40min； (4)將鋁或鋁合金熔體澆入滲流模具中，在2~5atm.的氣壓下將鋁或鋁合金熔體壓入滲流前驅(qū)體的孔隙中，得到鋁或鋁合金熔體與鹽顆粒的混合物； (5)將鋁或鋁合金熔體與鹽顆粒的混合物冷卻至室溫，用水溶除其中的NaCl顆粒，得到孔隙率78-95%的通孔鋁或鋁合金泡沫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高孔隙率通孔鋁或鋁合金泡沫的制備方法，其特征在于:所述鋁和鋁合金熔體的制備是將鋁或鋁合金加熱到高于鋁或鋁合金熔點(diǎn)20~40°C的溫度熔化，并保溫20~ 60min。
【文檔編號(hào)】C22C1/08GK104004937SQ201410181536
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】左孝青, 周蕓, 羅曉旭, 陸建生, 劉榮佩 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)