冷压－溶解－真空烧结制备泡沫铝的方法

摘要

本发明涉及一种冷压－溶解－真空烧结制备泡沫铝的方法，属泡沫铝的制备技术。该方法包括以下过程：在180～200目的铝粉中，按质量比为40～70％加入平均粒径为0.45～1.00mm的NaCl造孔剂，，并按铝粉和NaCl的质量比加入5％的无水乙醇进行充分混合；将上述配好的混合铝粉放置在模具中，在250～350MPa的压力下压制成坯，然后将坯料置于75～85℃水浴中浸渍致使NaCl溶解，再用去离子水反复洗涤去除残余NaCl；将去NaCl后的压坯置于真空炉烧结，保持炉内真空度1×10－3～1×10－4Pa，控制8－10℃/min的加热速度将炉温升至540～560℃并保温2－3h，然后随炉冷却至室温制得泡沫铝。本发明的优点在于，工艺过程简单、制造的泡沫铝气孔大小均匀、孔壁强度高孔隙率可控。

说明书

                                技术领域

本发明涉及一种冷压-溶解-真空烧结制备泡沫铝的方法，属泡沫铝的制备技术。

                                背景技术

泡沫铝是一种类似泡沫状的超轻金属材料，具有渗透、吸声和减振的功能。它的制备方法有多种，主要有铸造法，粉末冶金法，沉积法等，在这些方法中，由于粉末冶金法工艺简单、孔的尺寸及孔隙率比较容易控制而受到关注。目前在粉末冶金方法中，烧结溶解法是近几年来发展起来的一种制造泡沫铝的新工艺。是将铝粉与填料颗粒通过混合、加压、烧结、溶解等工序来制取通孔泡沫铝的一种方法。具有可以精确控制孔洞形状、尺寸和孔隙率及分布特点等，具有较好的质量价格综合指数。是生产均匀或梯度微细开孔中密度泡沫铝的有效方法。但不足之处是烧结过程中造孔剂如NaCl对铝基体的腐蚀比较严重，烧结后泡沫铝的强度不高。

                                发明内容

本发明的目的在于提供一种冷压-溶解-真空烧结制备泡沫铝的方法，该方法制备工艺简单、制备的泡沫铝强度较高，并且孔隙率、孔结构及孔分布比较容易控制。

本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种冷压-溶解-真空烧结制备泡沫铝的方法，其特征在于包括以下过程：

1、在180～200目的铝粉中，按质量比为40～70％加入平均粒径为0.45～1.00mm的NaCl造孔剂，，并按铝粉和NaCl的质量比加入5％的无水乙醇进行充分混合。

2、将上述配好的混合铝粉放置在模具中，在250～350MPa的压力下压制成坯，然后将坯料置于75～85℃水浴中浸渍致使NaCl溶解，再用去离子水反复洗涤去除残余NaCl。

3、将去NaCl后的压坯置于真空炉烧结，保持炉内真空度1×10^-3～1×10^-4Pa，控制8-10℃/min的加热速度将炉温升至540～560℃并保温2-3h，然后随炉冷却至室温制得泡沫铝。

本发明的优点在于，工艺过程简单、制造的泡沫铝气孔大小均匀、孔壁强度高孔隙率可控。

                               附图说明

图1为发明制备的泡沫铝断面的气孔结构与分布的SEM图片；图2为泡沫铝断面的烧结形貌；图3为泡沫铝孔壁的金相照片；图4为孔隙率为56％、孔径大小为0.45-0.66mm的泡沫铝的压缩应力-应变曲线；图5为孔隙率为62％、孔径大小为0.66-0.90mm的泡沫铝的压缩应力-应变曲线。

                           具体实施方式

实例1.将180目的铝粉和NaCl颗粒为0.45～0.66mm按质量比1∶1混合后，添加5％无水乙醇在混料机上混合4h，将混好的料放在模具中在250MPa的压力下压制成35×12.5×6.5mm³的条形试样，然后将压坯置于75-85℃水中浸渍致使NaCl溶解，再用去离子水洗涤。烘干后置于高真空炉中在540℃烧结2h，以10-15℃/min的速率进行加热。此方法制备出来的泡沫铝的孔隙率为56％，抗弯强度为21MPa。

实例2.将铝粉(-180目)和NaCl颗粒(0.45～0.66mm)按质量比1∶1混合添加5％无水乙醇在混料机上混合4h，将混好的料放在模具中在350MPa的压力下压制成φ20×40mm³的圆柱形试样，然后将压坯置于75～85℃水中浸渍致使NaCl溶解，再用去离子水洗涤。烘干后置于高真空炉中在550℃烧结2h。此方法制备出来的泡沫铝的孔隙率为56％，其压缩性能的应力-应变曲线如图4所示。

实例3.将铝粉(-180目)和NaCl颗粒(0.66～0.90mm)按质量比45∶55混合添加5％无水乙醇在混料机上混合4h，将混好的料放在模具中在350MPa的压力下压制成φ20×40mm³的圆柱形试样，然后将压坯置于75～85℃水中浸渍致使NaCl溶解，再用去离子水洗涤。烘干后置于高真空炉中在560℃烧结2h。此方法制备出来的泡沫铝的孔隙率为62％，其压缩性能的应力-应变曲线如图5所示。