[發明專利]一種夾心結構的泡沫鋁及其制備方法

有效

• 申請號: 202011023357.3
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112122611B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 丁宇升;王華東;彭海春;梁岳瑩;盧躍;宋鵬;陳明
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11;B22F3/14;B22F3/20;C22C21/02;C22C1/08
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

本發明提供了一種夾心結構的泡沫鋁的制備方法，屬于有色金屬技術領域。所述方法包括以下步驟：將鋁合金粉與發泡劑和增稠劑混合，經過熱壓或熱擠壓后，將制備好的發泡前軀體置于具有排氣孔的鋁合金空腔型材中，涂抹助焊劑，預熱后進行發泡，得到夾心結構的泡沫鋁。本發明還提供了一種由所述方法制備的夾心結構的泡沫鋁，所述泡沫鋁可以是異型件。所述方法的優勢是利用排氣孔控制泡沫鋁的完整填充，利用助焊劑提高界面結合質量，利用預熱提高發泡溫度的均勻性，最終實現完整填充且界面結合良好的具有夾心結構的泡沫鋁材料。

技術領域

本發明屬于有色金屬技術領域，具體涉及一種夾心結構的泡沫鋁及其制備方法。

背景技術

夾心結構的泡沫鋁具有減振性能好、消聲效果好、電磁屏蔽性能高等優異性能，特別是在力學上還具有密度低、比強度高、比剛度高、能量吸收能力好等優點。

夾心結構的泡沫鋁是近20年發展起來的一種結構新穎、應用范圍廣的多功能新型材料。通常的夾心結構的泡沫鋁件的制備方法是將泡沫鋁加工成型后以和實體板材膠粘的方式進行連接。但是這種方法存在界面結合性能較差、長期使用膠易老化、對于復雜形狀難以制備等等問題。嚴重限制了制備高性能復雜異型的夾心結構的泡沫鋁件。近年來在粉末冶金法的基礎上開發了一體化發泡技術，將壓實的發泡前軀體置于實體鋁合金空腔內發泡，可以實現異型件的一體化發泡，具有流程短、近凈成形、界面冶金結合的優勢。

然而該方法起步較晚，現有技術的方法制備夾心結構的泡沫鋁依舊存在如下問題：由于異型泡沫鋁件的受熱難以均勻，發泡的升溫過程難以均勻，易存在發泡不均勻的問題。由于發泡之前發泡前軀體和實體鋁合金板沒有充分接觸，在加熱過程中表面氧化嚴重，造成實體鋁合金板和泡沫鋁之間的氧化膜難以打破，難以實現冶金結合。實體鋁合金空腔內存在氣體，一些部位的氣體無法排除，造成泡沫鋁填充不完整。這些問題使得夾心結構的泡沫鋁件中的泡沫鋁孔徑均勻性較差，界面結合較差，存在不發泡死角等缺陷，嚴重影響產品質量。同時造成生產工藝不穩定、成品率低等缺陷，特別是對于復雜、尺寸較大的異型件尤其嚴重。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術存在的問題，提供一種夾心結構的泡沫鋁及其制備方法，利用鋁合金實體的排氣孔控制泡沫鋁的完整填充，利用助焊劑提高界面結合質量，利用預熱提高發泡溫度的均勻性，最終實現完整填充且界面結合良好的具有夾心結構的泡沫鋁材料。

本發明的目的是通過提供一種夾心結構的泡沫鋁的制備方法而實現，所述方法包括以下步驟：將鋁合金粉與發泡劑和增稠劑混合，經過熱壓或熱擠壓后，將制備好的發泡前軀體置于具有排氣孔的鋁合金空腔型材中，涂抹助焊劑，預熱后進行發泡，得到夾心結構的泡沫鋁。

具體地，本發明提供了一種夾心結構的泡沫鋁的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將鋁合金粉與發泡劑和增稠劑進行混粉，得到混合粉體；

(2)對所述混合粉體進行熱壓或熱擠壓，得到發泡前軀體；

(3)將鋁合金實體進行成型、打孔，得到鋁合金空腔型材；

(4)對所述發泡前軀體和/或所述鋁合金空腔型材涂抹助焊劑；

(5)將所述發泡前軀體置于所述鋁合金空腔型材內，預熱；

(6)對預熱好的發泡前軀體和鋁合金空腔型材進行發泡，得到所述夾心結構的泡沫鋁。

步驟(1)中按照重量份數計，所述鋁合金粉為94-98.5份，所述發泡劑為1-3份TiH₂粉，所述增稠劑為0.5-3份MnO₂粉或Mg粉。

其中，所述鋁合金粉的組成按照重量份數為5-12份Si、0-8份Cu、0-5份Mg、其余為鋁和不可避免的雜質。

步驟(1)中的原材料粉體的目數為200-400目，混粉方式為機械混粉或手工混粉，混粉時間為10-40min。