[發明專利]一種制備開孔泡沫金屬的成套設備及方法

有效

• 申請號: 201610278739.8
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105838912B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 夏興川;姜慶;王晶;趙維民;丁儉;邱傳榮
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;B22F3/11
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,付長杰

技術領域

本發明涉及開孔合金制造技術領域，具體涉及一種制備開孔泡沫金屬的成套設備及方法。

背景技術

開孔泡沫金屬是近年來發展迅速的一種新型輕質材料，特殊的孔結構使得其具有輕質、比表面積大、比剛度和比強度大、吸聲和阻燃性能好等特性。目前，在交通運輸、建筑裝飾、生物醫學等領域得到了廣泛的應用。由于開孔泡沫金屬具有如此多的優異性能及廣泛用途，近年來成為材料領域關注的一大熱點。

目前針對開孔泡沫鋁的制備方法主要有粉末冶金法、熔模鑄造法和滲流鑄造法。申請號為CN201510368978.8的發明專利公開了一種用于減振吸能的碳納米管增強泡沫鋁復合材料的制備方法，該方法是以尿素(CO(NH₂)₂)為造孔劑的粉末冶金法制備開孔泡沫鋁，其不足之處在于該方法工藝流程復雜，生產成本高，尿素分解產生的氨氣有毒，影響人體健康，造成環境污染且該方法不能適用于大量機械化、連續化生產。申請號為CN201310507918.0的發明專利公開了一種泡沫鋁合金的滲流鑄造工藝，該工藝采用食鹽作為造孔劑，利用滲流鑄造法制備開孔泡沫鋁，滲流鑄造法的影響因素較多，工藝過程不容易協調控制，就其中的造孔劑預熱溫度、金屬液澆注溫度和滲鑄壓力三個因素來說，并非溫度越高壓力越大越好，需要三者良好的配合才能制備出結構均勻的泡沫金屬，加大了生產制備難度；同時該方法沒有專門連續化生產的成套設備，導致操作分散，生產過程不連續，生產效率低，不適合進行工業化生產。申請號為CN201410457751.6的發明專利公開了一種可降解開孔多孔鎂及鎂合金生物材料及其制備方法，該方法利用燒結氯化鈉得到預制體從而制備開孔泡沫鎂及鎂合金生物材料的方法，該制備方法除了申請號為CN201310507918.0專利中提到的滲流鑄造工藝的不足外，采用堿洗的方法來濾出氯化鈉，會導致孔壁嚴重腐蝕，破壞了鎂多孔結構的完整性，加入醇作為緩沖液只能減緩對鎂基體的腐蝕。以上方法雖然能夠制備出開孔泡沫金屬，但該方法僅停留在實驗室階段，不能實現產業化生產。專利號為ZL201310038972.5的中國專利公開了一種生產泡沫鋁的成套設備，該設備是利用熔體發泡法生產閉孔泡沫金屬的成套設備，得不到孔隙均勻的開孔泡沫金屬。

我國開孔泡沫鋁的產業化生產正處于起步階段，機械化、連續化開孔泡沫鋁生產設備的缺乏使得目前的生產基本處于人工操作或半人工操作狀態，導致了大尺寸開孔泡沫鋁孔結構、比表面積、比強度和比剛度的控制難度較大，不能保證產品性能的一致性，限制了產品的推廣和應用。而且，利用粉末冶金法生產開孔泡沫鋁的各種設備之間也沒有連續性，工藝操作分散，生產過程不連續，生產效率低下，導致產品生產成本高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明需要解決的技術問題是：提供一種制備開孔泡沫金屬的成套設備及方法。該成套設備能制備出質輕、孔隙均勻、孔徑大小可控、綜合性能良好的開孔泡沫金屬，且該成套設備具有立體化、機械化和連續化的特點，且節能高效、操作簡單、安全性高、布局緊湊、占地面積小等優點，適于工業生產應用。該方法采用食鹽粒子做造孔劑，同時采用清水替代堿液來溶解食鹽顆粒，可制備出形狀復雜的異形開孔泡沫金屬，方法流程簡單、成本低廉、健康環保。

本發明解決該技術問題采用的技術方案是：

一種制備開孔泡沫金屬的成套設備，其特征在于該成套設備包括混粉機、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、中區和右區，上層臺面設有混粉機，且位于左區內；所述壓力裝置位于下層臺面的中區內，頂出裝置位于下層臺面的右區內；所述模具回形傳送裝置由模具裝料區、壓制成形區和頂出制件區構成，模具裝料區位于混粉機的下方，壓制成形區位于中區，且對應在壓力裝置的壓制板下方，頂出制件區正對頂出裝置，且位于右區；頂出裝置的右側設有機械手裝置，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。