[發(fā)明專利]一種超重力滲流制備通孔泡沫金屬的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710794020.4
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107574329B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭占成;王哲;高金濤;常寬;鐘怡瑋;郭磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;B22D13/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種超重力滲流制備通孔泡沫金屬的方法，其特征在于包括以下步驟：

1)滲流體的預(yù)熔化：將作為滲流體的金屬在電爐中熔化，控制金屬液溫度為該金屬熔點以上50～200℃；

2)前驅(qū)體的處理：將可溶性鹽顆粒烘干并篩分，選取按重量計平均粒徑0.1～5mm的可溶性鹽顆粒作為制備通孔泡沫金屬的前驅(qū)體；

3)離心滲流前準備：將步驟2)中處理完成的可溶性鹽顆粒置于離心鑄型中，在顆粒層的上表面固定一片多孔板，并將整個離心鑄型置于加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度不超過可溶性鹽顆粒的熔化溫度；

4)泡沫金屬離心制備：將至少兩個步驟3)中預(yù)熱完成的離心鑄型對稱安裝于超重力滲流裝置離心平臺，開啟超重力滲流裝置變頻電機使離心平臺轉(zhuǎn)動，使用的可溶性鹽顆粒平均粒徑為0.1～0.4mm時，前驅(qū)體旋轉(zhuǎn)離心超重力系數(shù)需大于180；可溶性鹽顆粒平均粒徑為0.4～1.0mm時，前驅(qū)體旋轉(zhuǎn)離心超重力系數(shù)需大于50；可溶性鹽顆粒平均粒徑為1.0～2.0mm時，前驅(qū)體旋轉(zhuǎn)離心超重力系數(shù)需大于30；可溶性鹽顆粒平均粒徑為2.0～5.0mm時，前驅(qū)體旋轉(zhuǎn)離心超重力系數(shù)需大于20；并把步驟1)中熔化完成的金屬液澆入超重力滲流裝置加料斗內(nèi)，金屬液在離心力的作用下流經(jīng)超重力滲流裝置加料管并穿過多孔板滲流入前驅(qū)體的間隙中，保持裝置運行至金屬液凝固，之后關(guān)閉超重力滲流裝置變頻電機，將離心鑄型取下并拆解，得到復(fù)合體；

5)前驅(qū)體的去除：將步驟4)中得到的復(fù)合體進行切削加工，用水將前驅(qū)體可溶性鹽從復(fù)合體中溶解并去除，得到通孔泡沫金屬。

2.一種超重力滲流制備通孔泡沫金屬的裝置，其特征在于裝置由離心鑄型、給料系統(tǒng)、驅(qū)動平臺組成；

所述離心鑄型(1)用于裝盛可溶性鹽顆粒(2)和多孔板(3)；可溶性鹽顆粒(2)首先裝入離心鑄型(1)中，多孔板(3)置于可溶性鹽顆粒(2)頂部，并與離心鑄型(1)固定；離心鑄型(1)能拆卸組裝，方便制得的復(fù)合體取出；裝料并預(yù)熱完成的至少兩個離心鑄型(1)對稱安裝固定于離心平臺(4)的外側(cè)，并確保每個離心鑄型(1)質(zhì)量相等；離心鑄型(1)的殼體材質(zhì)為鋼材，殼體外側(cè)為耐火保溫材料，殼體內(nèi)表面涂覆耐火涂層。

3.如權(quán)利要求2所述的超重力滲流制備通孔泡沫金屬的裝置，其特征在于所述給料系統(tǒng)由加料斗(5)和加料管(6)組成；加料斗(5)和加料管(6)聯(lián)通，并固定在離心平臺(4)上；開起離心裝置后，將熔化的金屬液倒入加料斗(5)中，金屬液在超重力作用下流經(jīng)加料管(6)注入兩邊的離心鑄型(1)中；加料斗(5)和加料管(6)殼體材質(zhì)為鋼材，內(nèi)表面涂覆耐火涂層。

4.如權(quán)利要求2所述的超重力滲流制備通孔泡沫金屬的裝置，其特征在于所述驅(qū)動平臺由固定在低位地基平臺(12)上的鋼結(jié)構(gòu)支撐平臺(8)、離心平臺(4)和變頻電機(11)組成；支撐平臺(8)上部安裝有環(huán)形軸承(7)，離心平臺(4)坐落在支撐平臺(8)的環(huán)形軸承(7)上；變頻電機(11)與離心平臺(4)底端轉(zhuǎn)軸(9)通過皮帶或齒輪(10)相連，開啟變頻電機(11)后，變頻電機(11)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(9)實現(xiàn)離心平臺(4)的旋轉(zhuǎn)，改變變頻電機(11)轉(zhuǎn)速可控制離心平臺(4)的旋轉(zhuǎn)速度及超重力系數(shù)；變頻電機(11)工作時，離心平臺(4)與安裝在上面的離心鑄型(1)、加料斗(5)和加料管(6)同時旋轉(zhuǎn)。