[發(fā)明專利]一種制備開孔泡沫金屬的成套設(shè)備及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610278739.8
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105838912B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏興川;姜慶;王晶;趙維民;丁儉;邱傳榮
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;B22F3/11
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,付長杰

1.一種制備開孔泡沫金屬的成套設(shè)備，其特征在于該成套設(shè)備包括混粉機、模具回形傳送裝置、壓力裝置、頂出裝置、機械手裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐、冷卻水池和操作平臺；所述操作平臺包括上、中、下三層臺面，三層臺面呈階梯狀依次分布，以壓力裝置的左右邊界為界將操作平臺從左至右依次分成左區(qū)、中區(qū)和右區(qū)，上層臺面設(shè)有混粉機，且位于左區(qū)內(nèi)；所述壓力裝置位于下層臺面的中區(qū)內(nèi)，頂出裝置位于下層臺面的右區(qū)內(nèi)；所述模具回形傳送裝置由模具裝料區(qū)、壓制成形區(qū)和頂出制件區(qū)構(gòu)成，模具裝料區(qū)位于混粉機的下方，壓制成形區(qū)位于中區(qū)，且對應(yīng)在壓力裝置的壓制板下方，頂出制件區(qū)正對頂出裝置，且位于右區(qū)；頂出裝置的右側(cè)設(shè)有機械手裝置，以機械手裝置所在位置為圓心，機械手裝置到頂出裝置的距離為半徑做圓，頂出裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐和冷卻水池沿逆時針方向均勻布置在該圓周上；

所述混粉機包括大轉(zhuǎn)盤、n個小轉(zhuǎn)盤、混粉機控制器、n個混粉罐和鼓風(fēng)機；每個混粉罐下部連接有一個小轉(zhuǎn)盤，所述小轉(zhuǎn)盤嵌入大轉(zhuǎn)盤內(nèi)，n個小轉(zhuǎn)盤在大轉(zhuǎn)盤圓周上均勻分布；每個混粉罐內(nèi)均加有磨球，上部設(shè)有由混粉罐小蓋板和混粉罐大蓋板組成的瓣合式混粉罐蓋板，底部開有可控的混粉罐漏料孔，混粉罐漏料孔由混粉機控制器控制開閉；每個混粉罐大蓋板上部設(shè)有鼓風(fēng)機通氣孔，鼓風(fēng)機正對鼓風(fēng)機通氣孔；所述大轉(zhuǎn)盤設(shè)有n個大轉(zhuǎn)盤漏料孔、每個小轉(zhuǎn)盤中心設(shè)有小轉(zhuǎn)盤漏料孔；對應(yīng)的混粉罐、鼓風(fēng)機通氣孔、瓣合式混粉罐蓋板、小轉(zhuǎn)盤、混粉罐漏料孔、小轉(zhuǎn)盤漏料孔、大轉(zhuǎn)盤漏料孔同軸；

所述模具回形傳送裝置包括模具、傳送臺、傳送裝置控制器和振蕩器；傳送臺水平固定在操作臺的中層臺面上，傳送臺右側(cè)通過模具回形臺固定支架固定，傳送裝置控制器固定在上層臺面與中層臺面間的臺階縱向面上，傳送臺從后至前依次設(shè)有第一模具導(dǎo)板、第二模具導(dǎo)板和第三模具導(dǎo)板，在第一模具導(dǎo)板和第二模具導(dǎo)板及第二模具導(dǎo)板和第三模具導(dǎo)板之間均設(shè)有模具導(dǎo)滑槽及槽內(nèi)滾軸，模具裝料區(qū)、壓制成形區(qū)和頂出制件區(qū)依次布置在第一模具導(dǎo)板和第二模具導(dǎo)板之間，在模具裝料區(qū)及頂出制件區(qū)貫穿傳送臺的橫向也設(shè)有模具導(dǎo)滑槽及槽內(nèi)滾軸，每個區(qū)均設(shè)置有針式觸碰開關(guān)，通過針式觸碰開關(guān)控制模具的運行，滾軸的運行由傳送裝置控制器和相應(yīng)的針式觸碰開關(guān)控制；振蕩器位于模具裝料區(qū)內(nèi)，振蕩器上方設(shè)置模具，通過傳送裝置控制器控制振蕩器，進而實現(xiàn)模具的上下升降。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備開孔泡沫金屬的成套設(shè)備，其特征在于所述造孔劑溶解池內(nèi)設(shè)有漏筐，漏筐的筐壁為孔洞結(jié)構(gòu)，漏筐掛在造孔劑溶解池上；造孔劑溶解池的上部和下部分別設(shè)有出水口和進水口，底部設(shè)有超聲振蕩器，左、右內(nèi)壁上設(shè)有溶解池加熱器，在右側(cè)池壁的上部設(shè)有溶解池控溫儀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備開孔泡沫金屬的成套設(shè)備，其特征在于所述保溫爐上的爐蓋為瓣合式爐蓋，爐蓋上設(shè)有保護氣通孔。

4.一種制備開孔泡沫金屬的方法，使用權(quán)利要求1-3任一所述的成套設(shè)備，包括以下步驟：

1)選料，選擇球形、立方體形或不規(guī)則形，且直徑為1-5mm的食鹽顆粒為造孔劑，選擇原料為直徑為100-300μm的純鋁、鋁合金、純鎂或鎂合金粉末；

2)均勻混粉，將原料在混粉機中以150-200r/min的速度研磨20-30min；按照食鹽顆粒與原料的質(zhì)量比為0.05-0.10稱取食鹽顆粒，以250-300r/min的速度混合20-40min后，將速度增加到350-450r/min，混合20-30min后得到混合均勻的粉末；

3)裝料，將步驟2)混合均勻的粉末通過鼓風(fēng)機吹入模具中，振蕩，使粉末在模具中分布完全均勻；

4)壓制，將裝好粉末的模具傳送至壓制成形區(qū)，在冷壓壓力500-600MPa下保壓2-4min得到壓制件；或熱壓壓力300-400MPa下保壓1-3min得到壓制件；

5)溶解造孔劑，將步驟4)的壓制件置于造孔劑溶解池中，造孔劑溶解池的水溫調(diào)至30-50℃，超聲振蕩至造孔劑完全溶解，取出壓制件靜置；

6)干燥壓制件，將步驟5)所得的壓制件放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥后取出；

7)燒結(jié)壓制件，將干燥后的壓制件放進保溫爐中，以5-10℃/min的升溫速度升溫至500-550℃，保溫0.5-1h；若步驟1)中的原料選擇為純鎂或鎂合金粉末，需先向保溫爐內(nèi)通入保護氣體10-20min，再升溫；

8)冷卻，將燒結(jié)后的壓制件放到冷卻水池中冷卻，冷卻后放進鼓風(fēng)干燥箱中烘干，即得到開孔泡沫金屬。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備開孔泡沫金屬的方法，其特征在于所述步驟8)可以采用隨爐冷卻的方式冷卻得到開孔泡沫金屬，若為開孔泡沫鎂，隨爐冷卻時應(yīng)在保護氣下進行。