[發明專利]一種用于粉末冶金法制備泡沫鋁的鋁合金成分及發泡方法

在審

• 申請號: 202010847089.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111979440A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 丁祥;潘凱凱;冉松林;龍紅明;劉歡;宋孟
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C21/02;C22C21/14;C22C21/16
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王瑞

本發明公開一種用于粉末冶金法制備泡沫鋁的鋁合金成分及發泡方法，其化學成分及質量百分比為：72～86wt％Al、4～6wt％Mg、6～10wt％Si、2～6wt％Cu、2～6wt％Sn；本發明所述鋁合金成分作為粉末冶金法制備泡沫鋁的發泡基體材料應用，通過Al、Mg、Si、Cu元素之間的合金作用及Sn的助熔作用，在降低發泡溫度的同時能形成孔型接近圓形且分布均勻的泡孔結構，若作為粉末冶金法制備泡沫鋁三明治結構的芯層原料，可解決芯層發泡溫度與鋁質面板熔化溫度之間的平衡問題。

技術領域

本發明涉及泡沫鋁制備技術領域，具體涉及一種用于粉末冶金法制備泡沫鋁的鋁合金成分及發泡方法。

背景技術

泡沫鋁是一種多孔結構功能材料，具有優異的物理性能和力學性能，如輕質、吸能、減震、緩沖、隔音吸聲、隔熱、電磁屏蔽等；另外，將泡沫鋁作為芯層材料與金屬面板結合形成泡沫鋁三明治結構后，其能滿足系統減重、結構承載和功能一體化等多方面性能需求，適應未來航空航天、汽車制造、軌道交通等領域對結構功能材料的要求，具有廣闊的開發及應用前景。

目前，為了凸顯泡沫鋁的輕量化，泡沫鋁三明治結構大多采用鋁質材料作為其面板與芯層泡沫鋁結合。但通常在粉末冶金法制備泡沫鋁三明治結構過程中，芯層成分的發泡溫度要高于鋁的熔化溫度才能成功發泡并獲得更好的芯層泡孔結構，進而在泡沫鋁三明治結構的制備過程中很難協調芯層發泡溫度與面板熔化溫度之間的平衡；即使不追求泡孔質量，在原有芯層基體成分的基礎上將發泡溫度降低到與鋁質面板的熔化溫度接近，但在發泡過程經保溫一段時間后面板仍出現過燒現象。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種用于粉末冶金法制備泡沫鋁的鋁合金成分，其化學成分及質量百分比為：72～86wt％Al、4～6wt％Mg、6～10wt％Si、2～6wt％Cu、2～6wt％Sn。

較佳的，所述鋁合金成分中的Al元素由含Al的第一原料提供，所述第一原料為純Al粉、AlMg50合金粉、AlSi12合金粉中的一種或多種，所述純Al粉、所述AlMg50合金粉、所述AlSi12合金粉的粒徑范圍均為200～400目。

較佳的，所述鋁合金成分中的Mg元素由含Mg的第二原料提供，所述第二原料為純Mg粉和/或AlMg50合金粉，所述純Mg粉、所述AlMg50合金粉的粒徑范圍均為200～400目。

較佳的，所述鋁合金成分中的Si元素由含Si的第三原料提供，所述第三原料為純Si粉和/或AlSi12合金粉，所述純Si粉、所述AlSi12合金粉的粒徑范圍均為200～400目。

較佳的，所述鋁合金成分中的Cu元素由含Cu的第四原料提供，所述第四原料為粒徑范圍在200～500目的純Cu粉提供。

較佳的，所述鋁合金成分中的Sn元素由含Sn的第五原料提供，所述第五原料為粒徑范圍在200～500目的純Sn粉提供。

較佳的，一種所述鋁合金成分用于粉末冶金法制備泡沫鋁的發泡方法，包括：以所述第一原料、所述第二原料、所述第三原料、所述第四原料和所述第五原料為基體制備發泡前驅體，制備好的所述發泡前驅體置于預先隨爐升溫并穩定達到發泡溫度的發泡模具內；在所述發泡溫度下保溫后，從爐中取出所述發泡模具，置于空氣中冷卻；待冷卻至室溫后，拆卸開所述發泡模具獲得所述泡沫鋁。

較佳的，所述發泡模具為由兩個半圓筒單體沿截面直徑方向拼合而成的圓筒狀結構，并通過邊緣處垂直設置的螺栓進行緊固。

較佳的，所述發泡溫度為580℃～620℃，保溫時間為5min～25min。