[發明專利]一種多孔鋁合金的制備方法

有效

• 申請號: 201810268525.1
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108384975B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 左孝青;譚彪;羅曉旭;周蕓;起華榮
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C21/00;B22D17/00
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本發明公開一種多孔鋁合金的制備方法，屬于多孔金屬技術領域。首先，將預熱的NaCl顆粒與鋁合金熔體進行液態攪拌均混，冷卻凝固后得到鹽/鋁合金復合坯；其次，將鹽/鋁合金復合坯加熱到鋁合金的半固態溫度區，通過半固態擠壓及剪切獲得一定外觀形狀和長度的鹽/鋁合金復合體；最后，用水溶除鹽/鋁合金復合體中的NaCl顆粒，得到孔徑范圍5~200μm、孔隙率40%~70%的微米孔徑多孔鋁合金。本發明所制得的微米孔徑多孔鋁合金，孔結構及外觀形狀可控，制備工藝簡單，成本低，可實現工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種多孔鋁合金的制備方法，屬于多孔金屬技術領域。

背景技術

隨著現代工業的發展，微米尺寸固體顆粒是工業氣體排放中的主要污染物之一。工業廢氣中的固體顆粒的過濾，通常采用布袋式或塑燒板過濾器。布袋式過濾存在過濾效率低、使用壽命短等缺點，而塑燒板過濾存在價格高、不耐溫等缺點。微米孔徑多孔鋁合金除具有過濾特性外，還具有鋁合金的高強韌、耐高溫、抗靜電等性質，在高溫工業廢氣的固氣分離過濾領域有廣闊的應用前景。

目前關于多孔鋁合金的制備方法主要有滲流鑄造法和粉末冶金法。在滲流鑄造法中，當NaCl等滲流前驅顆粒尺寸小于200μm時，由于微細孔的毛細作用使熔體滲流不充分，滲流鑄造法難以獲得孔徑小于200μm的微米孔徑多孔鋁合金。而粉末冶金法由于成本高、工藝復雜、無法生產大尺寸材料等而難以實現規模化工業生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多孔鋁合金的制備方法，制備的微米孔徑多孔鋁合金，孔結構及外觀形狀可控，制備工藝簡單，成本低，可實現工業化生產，具體包括以下步驟：

（1）鋁合金熔化保溫：將鋁合金加熱到高于鋁合金液相線20~60℃的溫度熔化，保溫10~40min，獲得鋁合金熔體。

（2）NaCl顆粒分篩：將粒徑范圍在5~200μm的NaCl顆粒通過不同目數的分樣篩篩選出不同粒徑的NaCl顆粒。

（3）NaCl顆粒預熱：根據目標孔隙率的要求，計算并稱量NaCl顆粒的量，并將NaCl顆粒在300~500℃下預熱20~50min。

（4）NaCl顆粒與鋁合金熔體液態攪拌均混：將步驟（3）預熱的NaCl顆粒加入到步驟（1）得到的鋁合金熔體中，通過攪拌使NaCl顆粒均勻的分散在鋁合金熔體中，冷卻凝固后得到鹽/鋁合金復合坯。

（5）半固態擠壓成形：將步驟（4）得到的鹽/鋁合金復合坯加熱到鋁合金固相體積分數為20%~60%所對應的溫度，通過半固態擠壓后進行剪切獲得所需尺寸的鹽/鋁合金復合體。

（6）水溶除NaCl顆粒：將步驟（5）得到的鹽/鋁合金復合體空冷后在超聲波清洗機中通過50~80℃的恒溫水浴溶除NaCl顆粒1~5h，得到孔隙率為40%~70%、孔徑范圍與NaCl顆粒粒徑范圍相同的微米孔徑多孔鋁合金。

優選的，本發明步驟（2）中篩選出的NaCl顆粒的粒徑范圍分為5~38μm、38~58μm、58~80μm、80~106μm、106~120μm、120~150μm、150~180μm、180~200μm，在生產過程中，可根據所需多孔鋁合金的孔徑進行選擇。

優選的，本發明步驟（4）中攪拌的條件為：攪拌速度為10~200r/min、攪拌時間為5~30min。

本發明所述多孔鋁合金的斷面形狀通過擠壓模具進行控制、長度通過定尺剪切進行控制；所得的微米孔徑多孔鋁合金的斷面形狀不受限制，根據實際需要進行選擇，一般斷面外觀形狀為：厚度2~10mm、斷面寬度50~200mm的波浪狀，或厚度2~10mm、外直徑50~200mm的管狀；其長度可根據需要進行剪切，一般在100~2000mm之間進行定尺剪切選取。

本發明所述的鋁合金為具有一定半固態溫度區間的鋁基二元或多元合金。

發明原理