[發明專利]一種泡沫鎂或鎂合金的制備方法

有效

• 申請號: 202011502895.0
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112746193B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王輝;朱東帆;劉雄軍;吳淵;蔣雖合;呂昭平
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C23/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明屬于泡沫金屬技術領域，尤其涉及一種泡沫鎂或鎂合金的制備方法。具體步驟為：將純鎂或鎂合金在模具中，熔化，并通入保護氣，進行保溫；將增粘劑加入步驟1制備的金屬熔體中進行增粘處理；向金屬熔體中加入載體發泡劑，進行攪拌，保溫，冷卻后即得到泡沫鎂或鎂合金。該方法具有工藝簡單，且制備得到的泡沫鎂或鎂合金具有光潔的致密表層，厚度為0.5～2mm，內部孔隙率為40～88％，且其采用的載體發泡劑的熱分解溫度接近泡沫鎂或鎂合金的熔點，符合良好的發泡劑特性；載體粉末既能純鎂或鎂合金潤濕又具有良好的塑性。又避免了MgCO₃發泡劑在制備泡沫金屬過程中由于不被金屬熔體潤濕而溢出，造成環境污染以及所制備的產品孔結構不均勻等問題。

技術領域

本發明屬于泡沫金屬技術領域，尤其涉及一種泡沫鎂或鎂合金的制備方法。

背景技術

泡沫鎂或鎂合金是一種基體內隨機分布著封閉孔洞的新型金屬材料。它集質輕、隔聲、隔熱、吸能減震、電磁屏蔽、比強度高等特性于一體，是一種具備多種優良性能的綜合性材料。其在航空航天、軌道交通、生物醫療、建筑和軍事等領域具有十分廣闊的應用前景。例如航天飛船的返回艙座椅、發動機減震支架、高速公路隔聲屏障、建筑裝飾的墻板等領域都應用了泡沫金屬材料。

泡沫金屬的制備方法有很多，例如熔體發泡法、滲流鑄造法、熔模鑄造法、粉末冶金法、二次發泡法、壓力鑄造法等。由于熔體發泡發具有成本低、工藝簡便的特點，被作為生產泡沫鋁合金及其鎂合金的主要方法之一。在泡沫金屬材料的制備過程中，發泡劑是影響熔體發泡過程的重要因素，傳統的發泡劑有TiH₂、ZrH₂、MgH₂、CaCO₃、MgCO₃等，但都存在各自的問題。例如CN 107254597B公開了一種熔體發泡法制備泡沫金屬的新型發泡劑，該專利中使用酚醛樹脂對TiH₂進行包覆，延遲了TiH₂分解溫度，但TiH₂成本較高，后續的處理再次提升了成本。專利CN 1966748A利用熔體發泡法制備了泡沫鎂合金，該專利中使用5～30wt％的SiC粉末作為增粘劑，2～20wt％的MgCO₃粉末作為發泡劑，MgCO₃的成本比TiH₂等氫化物低很多，但是由于MgCO₃不被鋁合金和鎂合金熔體潤濕，且自身的比重較鋁合金和鎂合金的低，在發泡過程中容易浮在熔體表面，導致攪拌時有大量的MgCO₃粉末溢出，影響發泡過程且造成環境污染。

發明內容

本發明公開了一種采用新型發泡劑制備泡沫鎂及鎂合金的方法，以解決現有技術的上述問題或其他潛在問題中的任意問題。

為了解決上述問題，本發明的技術方案是：一種泡沫鎂或鎂合金的制備方法，所述方法具體包括以下步驟：

步驟1：將純鎂或鎂合金在模具中，熔化，并通入保護氣，進行保溫；

步驟2：將增粘劑加入步驟1制備的金屬熔體中進行增粘處理；

步驟3：向經步驟2處理后的金屬熔體中加入載體發泡劑，進行攪拌，保溫，冷卻后即得到泡沫鎂或鎂合金。

進一步，所述步驟1中的鎂合金為鎂鋁合金、鎂鋅合金、鎂鋅鎬合金、鎂鈣合金、鎂錳合金、鎂鋰合金、鎂稀土合金中的一種。

進一步，所述步驟1的具體工藝為：將純鎂或鎂合金在模具中加熱至熔融，通入保護氣體，在600～660℃溫度下保溫25～35min。

進一步，所述步驟2中的所述增粘劑為載體發泡劑，加入量為占金屬熔體的0.5～10wt％；加入后以300～600rpm的轉速攪拌5～8min。

進一步，所述步驟3的具體工藝為：加入占金屬熔體的0.5～10wt％的發泡劑，以800～1500rpm的轉速攪拌0.5～3min，保溫0.5～3min后，冷卻。