[發明專利]一種通孔泡沫鋁的連續生產方法

有效

• 申請號: 201210261261.X
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN102787251A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 陳剛;趙玉濤;楊濤;季鵬飛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及通孔泡沫鋁生產方法，具體而言為涉及一種利用鋁及鋁合金邊角料連續生產通孔泡沫鋁的方法。

背景技術

多孔泡沫金屬是由金屬基體和氣體(氣孔)組成的結構功能一體化的金屬材料，在消聲、減震、催化載體、屏蔽防護、吸能緩沖等高新技術領域得到了廣泛應用，泡沫鋁是其中重要的一種；由于泡沫鋁中存在尺寸不同的孔隙，因此它與鋁相比密度較小，約為鋁的十分之一，在0.2~0.5g/cm3。泡沫鋁質輕、隔音、阻燃，又有很強的吸能本領和電磁屏蔽作用，因此受到國防工業部門的高度重視；由于泡沫鋁在韌性和熱導率方面的優勢，所以泡沫鋁常用作催化載體材料，目前已提出的泡沫鋁制備工藝較多，主要可分為液態金屬凝固法、固態金屬燒結法及沉積法等三類。現已開發出的具有工業價值的生產工藝，如熔體發泡法、滲流鑄造法、粉末冶金發泡法、電化學沉積法、粉末冶金法等，在實際生產中應用較廣泛；熔體發泡法獲得的泡沫鋁孔洞間相互獨立，一般稱為閉孔泡沫鋁；而后幾種方法獲得的泡沫鋁孔洞往往相互連通，因此稱為通孔泡沫鋁。

熔體發泡法是當前生產泡沫鋁較普遍采用的方法，其基本原理是將某種發泡劑加入熔融的鋁或鋁合金中，發泡劑受熱在高溫下分解，釋放出氣體，滯留于熔體中，凝固后成為泡沫金屬，該方法生產出的泡沫鋁孔洞間相互獨立可用作吸音緩沖材料，但其缺點是氣孔分布均勻性差，加入發泡劑到發泡結束的時間間隔短，操作上困難，溫度控制不易掌握。

滲流鑄造法是將?NaCl?堆積在鑄模中壓制成，經預熱后澆注金屬，然后將顆粒去除，制備出通孔的泡沫結構；該工藝的關鍵是合理選擇和搭配粒子的預熱溫度、鋁液澆注溫度和沖型壓力這3個工藝參數，其中對粒子預熱溫度的控制尤其重要，粉末冶金發泡法是德國?Fraunhofer?應用材料研究所發明的，工藝原理是將混合鋁粉與發泡劑粉，經壓縮得到具有氣密結構的預制體，加熱預制體使發泡劑分解釋放出氣體，迫使預制體膨脹得到泡沫鋁，該工藝穩定可控，可制備泡沫鋁異型件及其復合結構，能滿足交通運輸、航空、航天和軍工等領域的需求，已成為當前泡沫鋁研究中的熱點方向，電化學沉積法是采用電鍍工藝來制備泡沫金屬材料的，其工藝流程是：首先將泡沫塑料進行預處理，即粗化、敏化、活化、解膠或還原，然后以預處理過的泡沫塑料為陰極，工業純鋁板為陽極，在烷基鋁溶液中電鍍制成以泡沫塑料為襯底的泡沫鋁，然后將制得產品進行后處理，后處理一般采用化學或預熱的方法將泡沫塑料去除，最終得到泡沫鋁材料，采用電沉積法生產的泡沫鋁具有孔洞分布均勻、孔徑小、孔隙率高的特點，且其隔熱和阻尼特性優于鑄造法生產的泡沫鋁，燒結法是將粉末顆粒體——空心金屬珠或金屬纖維與粘結劑混合后壓制成形，再經燒結而成，所制的材料孔洞相互貫通，分布均勻，但孔隙度小，成本較高，難以在實際中推廣應用。

隨著我國對循環經濟的日益重視，廢鋁的回收利用越來越受到人們的關注，我國是鋁制品的生產和消費大國，巨大的廢鋁資源等待再生利用，而目前我國廢鋁的回收效益不高、回收困難，造成廢鋁的回收利用率低下，鋁資源浪費嚴重，與此同時，泡沫鋁的優異性能使其在結構材料和功能材料方面有著廣泛的應用前景，但目前泡沫鋁的各種制備方法存在著成本高、效率低等不利因素，造成了泡沫鋁的應用不能廣泛推廣，因此，覃國平等人（科技創新導報，2010年第16期）針對廢鋁回收再生，探討利用吹氣法制備小孔徑泡沫鋁的可行性，試圖為泡沫鋁在國內的規模化工業生產提供指導，然而，該方法中的需要將廢鋁重新熔化，能量消耗比較大，目前還沒有實際制備和生產的報道，而且，該方法生產的是閉孔泡沫鋁，不適用通孔泡沫鋁的生產，另外，總體來看，現有的泡沫鋁生產還難以實現大尺寸（如幅面500mm以上）的批量生產，其中關鍵的技術難點是：1）如何保證孔隙率可控；2）如何提高大尺寸泡沫鋁的生產效率。

發明內容

本發明提出一種通孔泡沫鋁的連續生產方法，具體為：將鋁及鋁合金板箔材的邊角料剪裁，做成短管，然后將短管隨機堆積，在保護氣氛下通過熱壓成型讓短管相互連接，從而制作成通孔泡沫鋁；由于短管本身中空，加上短管與短管之間的孔隙，使最終獲得的泡沫鋁可以獲得較高的孔隙率；同時，短管本身的孔隙與短管之間的孔隙相互連通，有利于獲得通孔泡沫鋁。

一種通孔泡沫鋁的連續生產方法，其特征在于：將經過脫脂和除銹的鋁或鋁合金板箔材邊角料剪裁成條帶，在壓力作用下通過模具把兩片條帶壓成兩半圓管，將兩半圓管從接頭處機械壓合成短管，或者直接卷制成短管并在接頭處壓合，然后將短管隨機堆積，在保護氣氛下通過熱壓成型讓圓管相互連接制作成通孔泡沫鋁。