[發(fā)明專利]一種可控通孔錫及錫合金多孔材料制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210489622.6
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103834827A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲迎東;李榮德;金美玲;蔣立鵬;蘇睿明;馬廣輝;邱克強;王瑞春;張國宏;姜珂;張新寧;趙志強;唐萌;秦剛;高民強
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C13/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備和加工領(lǐng)域，特別是涉及一種可控通孔錫及錫合金多孔材料制備方法。

背景技術(shù)

金屬多孔材料是80年代后期國際上迅速發(fā)展起來的一種具有優(yōu)異的物理特性和良好的機械性能的新型工程材料，它具備多種優(yōu)異物理性能，如比重小、剛度大、比表面大、減震性能好、消聲效果好、電磁屏蔽性能高等，使其在一些高技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。對于通孔金屬材料，還具有導(dǎo)熱率高、氣體滲透率高、換熱散熱能力高等優(yōu)點。金屬泡沫材料既可作為許多場合的功能材料，也可作為某些場合的結(jié)構(gòu)材料，是一種性能優(yōu)異的多用工程材料。

金屬多孔材料的制造方法很多，包括氣體吹入法、固體發(fā)泡劑法和金屬／氣體共晶定向凝固法、熔模鑄造法、滲流鑄造法、噴射沉積法以及粉末加壓熔化法等制備方法，其中金屬／氣體共晶定向凝固法利用共晶反應(yīng)中氫氣氣泡上浮可通孔多孔材料，但其孔徑尺寸、孔的分布不可控，且僅能用于制造純Cu、Mg等為數(shù)不多的金屬通孔多孔材料。而目前制造通孔金屬材料的技術(shù)有電火花和激光法，但是這兩種技術(shù)對制造孔的深度有一定限制，應(yīng)用前景受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明旨在提供一種可控通孔錫及錫合金多孔材料制備方法，本發(fā)明涉及的可控通孔錫及錫合金多孔材料的制備過程簡單，可根據(jù)需要，制備出位置、孔隙度、孔徑等均可控的通孔錫及錫合金多孔材料。

技術(shù)方案：本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種可控通孔錫及錫合金多孔材料制備方法，其特征在于：該方法按以下步驟進行：

（1）、選取需要加工的錫及錫合金基體材料；

（2）、選取與該錫及錫合金基體材料浸潤性差的纖維材料，要滿足該纖維材料與金屬基體材料的浸潤角大于90°的要求；

（3）、按需要制備孔徑的大小，將纖維材料絲束編制成預(yù)制體；

（4）、將錫及錫合金材料熔化；

（5）、按照需制備的孔徑位置、多少及長短參數(shù)，將編制的預(yù)制體與熔化的錫及錫合金基體材料在型腔中凝固；

（6）、凝固成型后，去除錫及錫合金基體材料內(nèi)的預(yù)制體，制備出可控的通孔的錫及錫合金多孔材料。

選取的纖維材料為選取的纖維材料為碳纖維。

選取的碳纖維為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的1k、3k、24K、64K，也可為上述絲束的組合或拆分，選取的碳纖維無需電鍍、化學(xué)鍍處理，滿足其與金屬基體材料的浸潤角大于90°的性能即可。

將編制的預(yù)制體與熔化的錫及錫合金基體材料在型腔中凝固，可以是：先將預(yù)制體放入型腔中，將熔化的錫及錫合金基體材料澆入型腔中凝固；或者采用先將錫及錫合金基體材料注入型腔內(nèi)，再將預(yù)制體至于注入熔化的錫及錫合金基體材料的型腔中凝固。

澆注的型腔為砂型或金屬型。

編制的預(yù)制體中，纖維材料的編制方向可以為豎直、水平方向，也可介于豎直、水平之間的任何角度。

碳纖維預(yù)制體的編制可以采用手工編制或者機械編制。

采用的鑄造方法可以為重力鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、消失模鑄造等各種鑄造方法。

去除錫及錫合金基體材料內(nèi)的碳纖維預(yù)制體，可以直接抽出，也可采用將其加熱氧化，使碳纖維與氧氣化合生成二氧化碳氣體，去除碳纖維。

去除錫及錫合金基體材料內(nèi)的預(yù)制體，采用將其一端通入高壓氣體或高壓液體，利用壓力作用使預(yù)制體從金屬基體材料中去除，制備出可控的通孔的材料。

優(yōu)點及效果：本發(fā)明中的一種可控通孔錫及錫合金多孔材料制備方法，制備出的通孔錫及錫合金多孔材料的孔直徑：0.01mm—10mm，深徑比：1—500。通過碳纖維與錫及錫合金的浸潤性差(浸潤角＞90°）的特點，所以所用的基體材料廣泛，原材供應(yīng)渠道廣，為本發(fā)明產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)、廣泛推廣應(yīng)用提供了有利條件。根據(jù)碳纖維預(yù)制體編制的可控性，可以根據(jù)孔的位置、孔隙度、孔徑的不同要求進行編制，從而所制得的通孔錫及錫合金多孔材料形狀、尺寸以及內(nèi)部通孔的孔徑及孔的走向均可控制，適用范圍極廣。可見該方法工藝十分簡單，在生產(chǎn)過程中無污染、無三廢，不造成對環(huán)境的危害。

具體實施方式：