[發明專利]一種鋁合金泡沫芯三明治板的制備方法

在審

• 申請號: 201610014249.7
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105642671A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 左孝青;陳青;陸建生;周蕓;羅曉旭
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;C22C1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋁合金泡沫芯三明治板的制備方法，屬于多孔金屬材料領域。

背景技術

泡沫鋁芯三明治板是一種表面為純鋁或鋁合金實心層，芯部為泡沫鋁的夾層結 構，與單純的泡沫鋁相比，具有更高的比強度和能量吸收能力，在建筑、機動車、飛機、船舶、 裝飾等領域有廣泛的應用前景。

目前，公知的泡沫鋁芯三明治板的主流制備方法是粘結法及粉末冶金發泡法。粘 結法采用有機膠將泡沫鋁芯及鋁（或鋁合金）面板粘結在一起，獲得泡沫鋁芯三明治板；粉 末冶金發泡法則是首先通過粉末冶金途徑（混粉、壓力加工），獲得可發泡先驅體，然后將可 發泡先驅體與鋁（或鋁合金）面板進行復合軋制，最后通過加熱發泡獲得泡沫鋁芯三明治 板。粘結法的不足之處是面板與泡沫芯的結合強度低，且使用溫度一般不超過200℃；粉末 冶金發泡法雖然可得到面板與泡沫芯為冶金結合的高強度泡沫鋁三明治板，但受粉末冶金 方法本身的限制，在制品成本、產量及尺寸上存在明顯的不足。

為了低成本、大批量、大尺寸地獲得面板與泡沫芯為冶金結合的高強度三明治板， 本發明提出了一種鋁合金泡沫芯三明治板的制備方法，從熔體途徑出發獲得內含發泡劑的 可發泡先驅體，結合TiH₂的預處理、復合熱軋及保溫發泡等過程，制備鋁合金泡沫芯三明治 板，克服了粉末冶金發泡法在泡沫鋁芯三明治板制備成本、產量及尺寸上的不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁合金泡沫芯三明治板的制備方法，所述方法將鋁合 金熔化保溫、增粘，向增粘的鋁合金熔體加入經預氧化處理的發泡劑TiH₂進行攪拌分散，含 TiH₂的增粘鋁合金熔體冷卻凝固后獲得凝固坯，將純鋁板與凝固坯進行復合熱軋，獲得表 面為純鋁層、芯部為鋁合金可發泡先驅體的復合板，再將復合板加熱到比鋁合金液相線溫 度高10~30℃的溫度進行保溫發泡，發泡體冷卻后獲得泡沫鋁芯三明治板，具體包括以下步 驟：

（1）鋁合金熔體熔化保溫：將鋁合金在高于其液相線溫度20~50℃的溫度熔化，保溫30~ 60分鐘。

（2）鋁合金熔體增粘：向步驟（1）獲得的鋁合金熔體中添加Ca，以1000~2000rpm的 攪拌速度攪拌10~15分鐘，獲得增粘的鋁合金熔體，其中，Ca的添加量為鋁合金熔體質量的1 ~3%。

（3）加入發泡劑：步驟（2）得到的增粘鋁合金熔體中加入經預氧化處理的發泡劑 TiH₂，以1000~3000rpm的攪拌速度攪拌30~100s，鋁合金熔體冷卻后得到凝固坯；其中，發泡 劑的加入量為增粘鋁合金熔體質量的1~2%。

（4）復合熱軋：采用厚度純鋁板將步驟（3）獲得的凝固坯上下表面包覆后，在300~ 450℃下進行壓下量為20~80%的熱軋，軋件冷卻后得到表面為純鋁層、芯部為鋁合金可發泡 先驅體的復合板。

（5）保溫發泡：將步驟（4）獲得的復合板加熱到比鋁合金液相線溫度高10~30℃的 溫度進行保溫發泡5~20分鐘，發泡體空冷后獲得表面為厚度0.2~1.6mm的實心純鋁層、芯部 為平均孔徑3~6mm、孔隙率75~90%的鋁合金泡沫芯三明治板。

優選的，本發明所述鋁合金為鋁與Si、Cu、Mg、Zn、Mn元素構成的二元或多元鋁合 金，用于包覆熱軋的純鋁板為工業純鋁板，厚度為1~2mm。

優選的，本發明所述發泡劑TiH₂顆粒的粒度范圍為37~74μm。

優選的，本發明發泡劑TiH₂的預處理方法：為在大氣環境中，400℃下保溫6h，然后 在加熱到470~520℃，保溫1h。

發明原理：