[發明專利]一種鈧-鋁合金泡沫鋁材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711489332.0
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108149093A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 徐禮慶
• 申請（專利權）人: 安徽省一鳴新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/08;C22F1/047
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 張加寬

本發明涉及泡沫鋁及其制備技術領域，具體涉及一種鈧?鋁合金泡沫鋁材料及其制備方法，所述鈧?鋁合金泡沫鋁材料，以泡沫鋁材料的總重量為1為基準，所述鈧?鋁合金泡沫鋁材料包括：鎂2.6～5.2wt％、稀土元素0.16～0.22wt％、鐵0.002～0.008wt％、鈧0.05～0.15wt％、硅0.23～0.59wt％、碳0.01～0.026wt％、鈦0.56～1.21wt％、貴金屬0.01～0.05wt％、氮0.12～0.28wt％，余量為鋁；其中，所述貴金屬選自金、銀、鉑、鈀、釕和銠中的至少兩種；本發明通過在鋁合金中添加微量的金屬元素，使泡沫鋁合金的基體晶粒大幅度細化，利用細晶強化作用，在不降低泡沫鋁合金韌性的同時，提高泡沫鋁合金的強度。

技術領域

本發明涉及泡沫鋁及其制備技術領域，具體涉及一種鈧-鋁合金泡沫鋁材料及其制備方法。

背景技術

泡沫鋁是一類內部存在有大量氣泡、且氣泡分布在連續金屬相中形成孔隙結構的復合材料。它將連續相鋁的金屬特點和分散相氣孔的孔隙特性有機地結合在一體，使得其具有了密度輕、能量吸收性能良好、獨特的聲學與熱學性能以及優異電磁屏蔽等特點，也使得其在建筑、軌道交通、機械制造與航空航天等領域有著巨大的應用潛力。目前大規模工業化生產制備閉孔泡沫鋁的方法是熔體發泡法。熔體發泡法具有工藝簡單等優點，其制備閉孔泡沫鋁工藝的大致流程為：將鋁錠熔化后將鋁熔體傾倒到一個增粘坩堝，在攪拌的情況下往鋁熔體中加入金屬鈣類增粘劑，當熔體降溫到合適粘度后，邊攪拌邊加入發泡劑，隨即將含發泡劑熔體倒入發泡模具、并將發泡模具推入發泡爐，發泡完成后冷卻即得到泡沫鋁。

目前的泡沫鋁材料的制備方法復雜，且制備得到的泡沫鋁的泡孔尺寸均勻性差，且力學性能較差，在遇到外力使，容易破碎，從而嚴重影響泡沫鋁的應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種鈧-鋁合金泡沫鋁材料及其制備方法，它具有優異的力學性能。

本發明提供了一種鈧-鋁合金泡沫鋁材料，以泡沫鋁材料的總重量為1為基準，所述鈧-鋁合金泡沫鋁材料包括：鎂2.6～5.2wt％、稀土元素0.16～0.22wt％、鐵0.002～0.008wt％、鈧0.05～0.15wt％、硅0.23～0.59wt％、碳0.01～0.026wt％、鈦0.56～1.21wt％、貴金屬0.01～0.05wt％、氮0.12～0.28wt％，余量為鋁；

其中，所述貴金屬選自金、銀、鉑、鈀、釕和銠中的至少兩種。

為了進一步優化所述泡沫鋁材料的力學性能，優選條件下，以泡沫鋁材料的總重量為1為基準，所述鈧-鋁合金泡沫鋁材料包括：鎂3.2～4.8wt％、稀土元素0.18～0.2wt％、鐵0.003～0.005wt％、鈧0.08～0.12wt％、硅0.36～0.48wt％、碳 0.015～0.02wt％、鈦0.63～0.95wt％、貴金屬0.01～0.05wt％、氮0.15～0.18wt％，余量為鋁。

本發明中，通過在鋁合金中添加稀土元素，能夠形成Al-RE系合金，導致合金斷裂過程中裂紋萌生位置與擴展途徑發生改變，有利于合金的韌化。同時鋁合金中隨稀土含量的增加，抗拉強度、硬度提高。優選條件下，所述稀土元素包括鑭、鈰、鐠、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鈮中的至少一種。

本發明中所述氮元素以氮化鋁、氮化硅、氮化鈦的形式存在，有利于優化所述泡沫鋁材料的力學性能。

本發明還提供一種所述的鈧-鋁合金泡沫鋁材料的制備方法，包括以下步驟：