[發明專利]一種閉孔泡沫鋁的半連續生產工藝

有效

• 申請號: 201210097431.5
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102586644A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 周向陽;楊娟;文康;王輝;伍上元;劉宏專
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C21/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種泡沫鋁的生產工藝，特別是涉及一種閉孔泡沫鋁的半連續生產工藝。

背景技術

泡沫鋁是一類內部存在大量氣泡、且氣泡分布在連續金屬相中形成孔隙結構的復合材料，它將連續相鋁的金屬特點和分散相氣孔的孔隙特性有機地結合在一體，使得其具有了密度輕、能量吸收性能良好、獨特的聲學與熱學性能以及優異電磁屏蔽等特點，也使得其在建筑、軌道交通、機械制造與航空航天等領域有著巨大的應用潛力，目前大規模工業化生產制備閉孔泡沫鋁的方法是熔體發泡法。熔體發泡法具有工藝簡單等優點，其制備閉孔泡沫鋁工藝的大致流程為：將鋁錠熔化后將鋁熔體傾倒到一個增粘坩堝，在攪拌的情況下往鋁熔體中加入金屬鈣類增粘劑，當熔體降溫到合適粘度后，邊攪拌邊加入發泡劑，隨即將含發泡劑熔體倒入發泡模具、并將發泡模具推入發泡爐，發泡完成后冷卻即得到泡沫鋁。盡管現有工藝簡單，但也存在如下的不足：(1)所得產品性能的一致性難以有效保證。這是因為該工藝存在多次傾倒操作，此過程中的溫度、時間等參數一旦控制出現差異就會導致泡沫鋁產品的泡體等性能在所難免出現差異。(2)精確操作難度大。如US.pat.3743353所述用TiH₂作發泡劑制備泡沫鋁時的攪拌發泡時間要求控制在1～2min，但加入了增粘劑與發泡劑的熔體粘度較大導致其流動性差，在傾倒過程中容易出現傾倒困難等問題出現，最終導致不同批次產品的性能差異。(3)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；難制備出大規格泡沫鋁制品。這里主要的原因依然是傾倒不可能用太長時間，而大尺寸泡沫鋁制品所需鋁液的量較大、傾倒過程需要較長時間，如果傾倒時間過長，勢必導致后面需傾倒鋁液的流動性差，且有可能出現凝固的現象；(4)控制不當時，發泡體底部會出現一定厚度的實心體，并且泡沫體中泡體分布不均勻；(5)為了解決間隙式泡沫鋁生產成本高的權限，美國專利US.pat6984356B2與中國專利ZL200610032465.0分別描述了一種泡沫鋁的連續制備方法與連續發泡裝備，盡管這兩個專利可實現泡沫鋁的低成本連續生產，但難以制備出超大規格的泡沫鋁制品。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可生產出性能一致性良好、泡體均勻性良好的閉孔泡沫鋁的半連續生產工藝。

為了解決上述技術問題，本發明提供的閉孔泡沫鋁的半連續生產工藝，包括復合模具的組裝與預熱、中間包與發泡爐的預熱、熔體在熔煉爐中的熔制、熔煉爐中熔體經真空抬包往中間包的定量轉運、增粘組份在中間包熔體中的加入、中間包中熔體往復合模具的過渡坩堝中的注入、發泡劑在復合模具的過渡坩堝中的攪拌加入、復合模具中的過渡坩堝與充型模具的分離、含熔體充型模具在發泡爐中的保溫發泡以及發泡完成后充型模具在全自動冷卻系統中的冷卻等工序，其各工序如下：

(1)、復合模具組裝時，先將浸泡了高溫膠的石棉繩置于充型模具底板上的凹槽中，然后將過渡坩堝吊入、使過渡坩堝的底部嵌入凹槽，隨后，用高溫膠與石棉粉所調制的膏狀物將過渡坩堝與充型模具相接處填充滿，即得到復合模具；

(2)、復合模具的預熱，在隧道預熱窯中完成；

(3)、熔體在熔煉爐中的熔制，指的是，將純鋁或鑄造鋁合金中的任何一種加到熔煉爐中進行加熱熔化，并保溫；

(4)、熔煉爐中熔體經真空抬包往中間包的定量轉運，指的是，將真空抬包的吸鋁管從熔煉爐上部的插孔插入熔煉爐熔體中進行定量吸鋁，然后使真空抬包中鋁液沿出鋁口、從真空抬包的導流孔注入中間包中；

(5)、所述增粘組份在中間包熔體中的加入，指的是，使熔體增粘組份通過中間包上所裝配攪拌裝置上的調節閥加入到中間包熔體中，加入時必須啟動攪拌裝置進行強烈攪拌；

(6)、所述中間包中熔體往復合模具的過渡坩堝中的注入，指的是，打開中間包下部的塞子使含增粘劑的熔體沿溜槽流入復合模具的過渡坩堝中，當過渡坩堝中熔體達到預設高度后，用塞子堵上中間包的流口；

(7)、所述發泡劑在復合模具的過渡坩堝中的攪拌加入，指的是，過渡坩堝中熔體粘度達到要求后，啟動可負壓吸入發泡劑的攪拌裝置進行熔體的攪拌，同時，使發泡劑通過攪拌裝置上的調節閥在負壓下進入熔體；

(8)、所述復合模具中的過渡坩堝與充型模具的分離，指的是，通過升降裝置將過渡坩堝吊離充型模具，使熔體在重力作用下自動流入充型模具中，從而實現了過渡坩堝與充型模具的分離；

(9)、所述含熔體充型模具在發泡爐中的保溫發泡，指的是，將含熔體充型模具推入發泡爐中保溫一段時間；