专利名称：闭孔泡沫铝合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种多孔泡沫铝合金的制造方法，尤其是指闭孔泡沫铝合金的制备方法。
背景技术：
现有的冷却方法是在胞状铝或铝合金熔体长大到预定高度以后即开始冷却，而此时熔体泡沫一般还在以较高的速度生长，此时熔体内的发泡剂残余量还比较大，发泡剂的继续分解会造成内部气泡破裂，形成大孔缺陷，成品率比较低。现有的单向凝固方式对于铝-硅合金熔体来说，由于从液态向固态转变时存在液固共存相区，这一区域的表面张力大于液态表面张力，如果采用用单向冷却的方法会产生轴向迅速收缩。对于这个问题一般是采用加大增粘剂用量的方法，但是增粘剂加入量的增大会导致氧化物的增多，从而导致性能的急剧下降。
发明内容
技术问题本发明提供一种能够制得孔结构且孔隙率均匀的多孔铝合金的闭孔泡沫铝合金的制备方法。
技术方案本发明是一种用于制造闭孔泡沫铝合金的制备方法，该方法为第一步取占合金总量质量分数3％-12％的铜、占合金总量质量分数的.2％-1.2％的锰、占合金总量质量分数0.1％-0.5％的钛、占合金总量质量分数0.1％-0.4％的铬及余量铝，加热至熔化，保温，使温度充分均匀稳定；第二步加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5％-5％增粘剂至熔化保温的铝合金熔液，充分搅拌均匀；第三步加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5％-5％的发泡剂，搅拌，使发泡剂在熔体充分混合均匀；第四步待发泡剂混合均匀后，迅速提出搅拌桨，将坩锅在电炉中保温1-10分钟，使发泡剂继续分解；第五步待铝熔体生长至稳定阶段后采用各向同时冷却，使铝合金熔体泡沫冷却凝固后得到闭孔铝合金。
技术效果①在熔化的铝合金溶液里加入钙溶液内会产生Al2O3、CaAl4等难熔金属间化合物，使得铝合金溶液的粘度增加阻止发泡剂产生的气泡上浮并延长气泡的寿命。当加入发泡剂氢化钛时，氢化钛在高温下放出大量气体，这些气体以难熔氧化物及金属间化合物为形核基底，形成气泡并长大，当气泡到一定程度以后，氢化钛停止放气，气泡达到稳定阶段，并能稳定保持一段时间(气泡寿命)，此时开始四周同时凝固就能消除中心的缩松缺陷及整体收缩缺陷。同时，使胞孔在凝固过程中保持受力均衡，从而在高孔隙率(P＝86～91％)情况下仍能保持不破裂，使得内孔大小相似，熔体的粘度均匀稳定，使得发泡剂分散均匀，这样制备的产品孔结构均匀，并且成品率达到90％以上，所以，本发明具有孔隙率高及内孔结构均匀的优点。②采用铝合金为基体制备的胞状铝较纯铝基体制备的胞状铝的强度提高了40％以上；同时平台阶段较胞状纯铝更平，这就使得胞状铝合金的吸能效率更高，吸能能力更大，胞状铝合金的吸能能力较胞状纯铝大10％以上，特别在孔隙率为90％时达到了40％，完全解决了泡沫铝合金在高孔隙条件下强度低的缺点。由占合金总量质量分数3％-12％的铜、占合金总量质量分数的.2％-1.2％的锰、占合金总量质量分数0.1％-0.5％的钛、占合金总量质量分数0.1％-0.4％的铬及余量铝占合金总量质量分数3％-12％的铜、占合金总量质量分数的.2％-1.2％的锰、占合金总量质量分数0.1％-0.5％的钛、占合金总量质量分数0.1％-0.4％的铬及余量铝组成的泡沫铝合金中，铬能够细化晶粒，有利于泡沫铝合金强度的提高。
四
图1是与本发明相关的铝合金熔体泡沫生长曲线图。
图2是胞状纯铝和胞状铝合金的压缩屈服应力比较图。
图3是胞状纯铝和胞状铝合金的吸能能力比较图。
五、具体实施方案本发明是一种用于制造闭孔泡沫铝合金的制备方法，该方法为第一步取占合金总量质量分数3％-12％的铜、占合金总量质量分数的.2％-1.2％的锰、占合金总量质量分数0.1％-0.5％的钛、占合金总量质量分数0.1％-0.4％的铬及余量铝，加热至熔化，保温，使温度充分均匀稳定；第二步加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5％-5％增粘剂至熔化保温的铝合金熔液，充分搅拌均匀；第三步加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5％-5％的发泡剂，搅拌，使发泡剂在熔体充分混合均匀；第四步待发泡剂混合均匀后，迅速提出搅拌桨，将坩锅在电炉中保温1-10分钟，使发泡剂继续分解；第五步待铝熔体生长至稳定阶段后采用各向同时冷却，使铝合金熔体泡沫冷却凝固后得到闭孔铝合金，在熔体增粘后加入氢化钛，作为发泡剂，发泡剂还可为火山灰，碳酸钙，上述增粘剂为钙。
权利要求
1.一种用于制造闭孔泡沫铝合金的制备方法，其特征在于第一步取占合金总量质量分数3％-12％的铜、占合金总量质量分数的.2％-1.2％的锰、占合金总量质量分数0.1％-0.5％的钛、占合金总量质量分数0.1％-0.4％的铬及余量铝，加热至熔化，保温，使温度充分均匀稳定；第二步加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5％-5％增粘剂至熔化保温的铝合金熔液，充分搅拌均匀；第三步加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5％-5％的发泡剂，搅拌，使发泡剂在熔体充分混合均匀；第四步待发泡剂混合均匀后，迅速提出搅拌桨，将坩锅在电炉中保温1-10分钟，使发泡剂继续分解；第五步待铝熔体生长至稳定阶段后采用各向同时冷却，使铝合金熔体泡沫冷却凝固后得到闭孔铝合金。
2.根据权利要求1所述的闭孔泡沫铝合金的制备方法，其特征在于在熔体增粘后加入氢化钛，作为发泡剂。
3.根据权利要求1所述的闭孔泡沫铝合金的制备方法，其特征在于增粘剂为钙。
全文摘要
本发明公开了一种制造闭孔泡沫铝合金的方法,取占合金总量质量分数3%－12%的铜、占合金总量质量分数的.2%－1.2%的锰、占合金总量质量分数0.1%－0.5%的钛、占合金总量质量分数0.1%－0.4%的铬及余量铝,加热至熔化,保温,使温度均匀稳定;加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5%－5%增粘剂至铝合金熔液,搅拌均匀;加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5%－5%的发泡剂,搅拌,使发泡剂在熔体混合均匀;待发泡剂混合均匀后,提出搅拌桨,将坩埚保温1－10分钟,使发泡剂继续分解;待铝熔体生长稳定后采用各向同时冷却,使铝合金熔体泡沫冷却凝固后得到孔结构均匀且孔隙率高的闭孔泡沫铝合金。
文档编号C22C21/12GK1381606SQ02112600
公开日2002年11月27日 申请日期2002年1月28日 优先权日2002年1月28日
发明者何德坪, 郑明军 申请人:东南大学