[發(fā)明專利]一種超輕多孔金屬纖維夾芯板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810232590.5
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101417339A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯慧萍;王建永;奚正平;朱紀(jì)磊;敖慶波;葛淵;李程;臧純勇;喬吉超
• 申請（專利權(quán)）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所
• 代理人: 李子安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超輕結(jié)構(gòu)材料和能量吸收材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超輕多孔金屬纖維夾芯板的制備方法。

背景技術(shù)

多孔金屬夾芯結(jié)構(gòu)亦稱三明治結(jié)構(gòu)，是超輕結(jié)構(gòu)材料的典型代表，世界各國對于該材料的研究很多。例如超輕多孔金屬夾芯板中的泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)有大量的文獻(xiàn)報道，而且已經(jīng)用于高速列車和航天器中，這主要?dú)w功于其優(yōu)越的性能：高比強(qiáng)度、高比剛度、重量輕、吸音降噪、抗震、隔熱等。燒結(jié)金屬纖維多孔材料具有高孔隙度、孔徑細(xì)小、重量輕等特點，可以作為三明治結(jié)構(gòu)的芯體材料。

汽車上采用多孔金屬纖維夾芯材料，不僅會大幅度降低對能源的需求，減少環(huán)境污染。還可以使汽車具有出色的減震性、隔音性能和防震性能。

目前，對于多孔金屬纖維夾芯材料國外有資料報道，其制備方法是將直徑小于20μm的不銹鋼纖維切割成1mm的長度，不銹鋼纖維在靜電作用下垂直排列后粘附在預(yù)先涂有環(huán)氧樹脂的不銹鋼面板上。這種工藝制備的多孔金屬纖維夾芯材料中多孔金屬纖維芯體和面板的結(jié)合強(qiáng)度低，而且制備工藝復(fù)雜，實施困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超輕多孔金屬纖維夾芯板的制備方法。采用該方法制備的超輕金屬纖維夾芯板，由上、下兩個致密面板和多孔金屬纖維夾芯體三部分組成，具有重量輕、較高的比強(qiáng)度、比剛度和耐機(jī)械沖擊和能量吸收特性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種超輕多孔金屬纖維夾芯板的制備方法，其特征在于制備過程為：

(1)金屬面板粗糙敏化處理：將裁剪后的金屬面板與多孔金屬纖維芯體結(jié)合的一面用洗滌劑清洗，烘干后用砂紙、鋼刷子或者酸洗方法將金屬面板表面的氧化層去掉，再用刀具或鋼刷子對金屬面板表面進(jìn)行刻劃，使金屬面板形成高低不平的粗糙表面；

(2)在步驟(1)中處理好的金屬面板上涂覆一層與所述金屬面板同材質(zhì)的金屬粉末有機(jī)懸浮液作為燒結(jié)活化層，將多孔金屬纖維芯體夾在兩塊涂覆好所述燒結(jié)活化層的金屬面板中間，保證兩塊金屬面板平行，在烘箱中烘干后形成多孔金屬纖維夾芯板坯體；

(3)加壓燒結(jié)：將步驟(2)中的多孔金屬纖維夾芯板坯體在真空燒結(jié)爐或氫氣燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)過程中給金屬纖維夾芯板坯體施加壓力；具體過程為：將多孔金屬纖維夾芯板坯體放在兩塊耐熱剛性板中間，上部耐熱剛性板上放置加壓重物，同時采用設(shè)置在所述耐熱剛性板上的限位塊限定夾芯板的厚度；

(4)燒結(jié)后處理：將步驟(3)加壓燒結(jié)后的多孔金屬纖維夾芯板在液壓機(jī)上平整。

上述步驟(1)中所述金屬面板的厚度為0.1mm～5mm。

上述步驟(2)中所述金屬粉末有機(jī)懸浮液為質(zhì)量百分比濃度為5％-10％的不銹鋼粉末聚乙烯醇懸浮液或不銹鋼粉末甲基纖維素懸浮液。

上述步驟(2)中所述多孔金屬纖維芯體為燒結(jié)金屬纖維多孔材料，或者是未燒結(jié)的金屬纖維多孔材料成型坯料。

上述驟(2)中所述燒結(jié)活化層的厚度不超過1mm。

上述驟(3)中所述燒結(jié)條件為：燒結(jié)溫度為1200℃～1320℃，保溫時間為1-3小時，真空度在10^-2Pa以上。

上述步驟(4)中所述多孔金屬纖維夾芯板在液壓機(jī)上平整的壓力小于2Mpa。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：本發(fā)明燒結(jié)過程中給多孔金屬纖維夾芯板施加壓力，采用限位塊限定多孔金屬纖維夾芯板的厚度，制備的超輕多孔金屬纖維夾芯板具有重量輕、比強(qiáng)度高、耐沖擊，可以吸音、降噪、抗震、隔熱等優(yōu)良的性能。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中加壓燒結(jié)工藝采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-限位塊，2-加壓重物，3-耐熱鋼板，4-金屬面板，5-多孔金屬纖維芯體。

具體實施方式

本發(fā)明一種超輕多孔金屬纖維夾芯板的制備方法，制備過程為：

(1)金屬面板粗糙敏化處理：對厚度為0.1mm～5mm的金屬面板裁剪成合適尺寸，然后將裁剪后的金屬面板與多孔金屬纖維芯體結(jié)合的一面用洗滌劑清洗，烘干后用砂紙或者酸洗方法將金屬面板表面的氧化層去掉，再用刀具或鋼刷子等對金屬面板表面進(jìn)行刻劃，使金屬面板形成高低不平的粗糙表面；