[發(fā)明專利]一種注塑型通孔泡沫金屬及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610125977.5
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105568032B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳松琪
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市海科云籌信息技術(shù)有限公司;吳松琪
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C19/03;B22F3/11;B22F3/22
• 代理公司: 深圳市盈方知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44303
• 代理人: 周才淇,劉杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種注塑型通孔泡沫金屬及其制備方法，更具體地，涉及將金屬粉末、粘結(jié)劑和造孔劑的混合料注塑成型，并通過真空燒結(jié)制備泡沫金屬的方法。

背景技術(shù)

泡沫金屬是一種金屬基體中含有大量結(jié)構(gòu)及分布可控的孔洞,以孔洞作為復(fù)合相的新型復(fù)合材料。泡沫金屬兼有結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特點。作為結(jié)構(gòu)材料，它具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度和很高的比表面積等特點，在航空、航天領(lǐng)域的應(yīng)用上表現(xiàn)出極大的優(yōu)越性，例如，泡沫鋁已經(jīng)用于飛機(jī)機(jī)翼復(fù)合材料的芯片，并成為加熱器、熱交換器和電池極板的優(yōu)良材料；泡沫鎳已用于墻體或地板的加熱瓦，用作堿性電池及燃料電池的極板材料，可極大地提高電池容量；作為功能材料，它具有良好的吸聲、隔聲、散熱、隔燃、減振、阻尼、吸收沖擊能、電磁屏蔽等多種物理性能。

傳統(tǒng)的泡沫金屬制備方法可分為鑄造法、沉積法、粉末冶金法等。鑄造法很難控制孔的尺寸和均勻度，孔隙度較小；沉積法適用范圍小，價格昂貴；粉末冶金法成型結(jié)構(gòu)單一，成品質(zhì)量較差。

本發(fā)明結(jié)合金屬粉末注塑的方式，較好地彌補(bǔ)了上述傳統(tǒng)制備方法的缺陷，提供了一種制備通孔泡沫金屬的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種將金屬粉末、粘結(jié)劑和造孔劑混合料注塑成型，并通過真空燒結(jié)脫脂并發(fā)泡，制備泡沫金屬的方法，該方法可以得到較現(xiàn)有泡沫金屬更好的材料特性和結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種注塑型通孔泡沫金屬，其中，所述泡沫金屬由鎳基合金混合料制成，所述鎳基合金混合料的組分按照質(zhì)量百分比計算，包括：

鎳60粉末60％-65％；

粘結(jié)劑10％-12％；

造孔劑25％-28％；

所述粘結(jié)劑的組分按照質(zhì)量百分比計算，包括：

低密度聚乙烯50％-55％；

石蠟40％-45％；

硬脂酸5％-10％；

所述造孔劑的組分按照質(zhì)量百分比計算，包括：

氫化鈦7％-10％；

氯化鈉90％-93％。

所述的注塑型通孔泡沫金屬，其中，所述泡沫金屬表面及內(nèi)部具有若干葫蘆狀結(jié)構(gòu)的通孔。

所述注塑型通孔泡沫金屬的制備方法，其中，包括以下步驟：

(a)將低密度聚乙烯、石蠟、硬脂酸按照上述質(zhì)量比在雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，得到粘結(jié)劑；

(b)將粘結(jié)劑、鎳60粉末和造孔劑按照上述質(zhì)量比在雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，得到喂料；

(c)根據(jù)發(fā)泡產(chǎn)品制造注塑模具，在注塑機(jī)中添加喂料，注塑后得到制件；

(d)控制工藝參數(shù)，將制件經(jīng)過真空燒結(jié)脫脂和氫化鈦分解，并進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，形成燒結(jié)頸，繼續(xù)提高燒結(jié)溫度，熔鹽脫鹽后得到泡沫金屬，爐冷至室溫取出樣品；

(e)將樣品放入水浴缸清洗，過濾雜質(zhì)，取出干燥后得到泡沫金屬。

所述的注塑型通孔泡沫金屬的制備方法，其中，所述步驟(a)中共混時間為0.5-1小時，溫度為150℃。

所述的注塑型通孔泡沫金屬的制備方法，其中，步驟(b)還包括：

(b1)干燥粘結(jié)劑；

(b2)將粘結(jié)劑、鎳60粉末和造孔劑交替倒入料斗，共混時間0.5-1小時、料筒溫度170℃-200℃。

所述的注塑型通孔泡沫金屬的制備方法，其中，所述步驟(c)中，注塑模具模溫控制在80℃，保壓時間2-3s，至冷卻到模溫后開模取出。

所述的注塑型通孔泡沫金屬的制備方法，其中，所述步驟(d)中，燒結(jié)爐開始以20℃-40℃/min的速率升溫至450℃停止升溫，保溫1小時脫粘結(jié)劑，氫化鈦分解放出氫氣，形成開放孔洞，以50℃-70℃/min的速率迅速升溫至750℃-800℃，保溫1小時進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，使顆粒粉末之間形成燒結(jié)頸，形成金屬的基本骨架，保證此后的熔融脫鹽過程發(fā)生大量金屬粉末的坍塌，繼續(xù)升溫至1000℃保溫0.5小時熔融脫鹽，氯化鈉呈液態(tài)從開放孔中流出，最后升溫至1050℃保溫0.5小時，爐冷降至室溫后，取出樣品。

所述的注塑型通孔泡沫金屬的制備方法，其中，所述步驟(e)中，水浴是在100℃沸騰的情況下，反復(fù)過濾，去除雜質(zhì)，然后在150℃溫度環(huán)境下干燥2小時。

本發(fā)明的有益效果是，該方法使泡沫金屬可獲得復(fù)雜化、小型化的結(jié)構(gòu)和均質(zhì)的微孔結(jié)構(gòu)，同時具有制造周期短、工藝流程少、生產(chǎn)過程環(huán)保等優(yōu)點。該泡沫金屬適合做催化劑和高容量電池的電極。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的工藝流程圖。