专利名称：一种细晶泡沫铝合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种细晶泡沬铝合金的制备方法，属于多孔泡沬金属材料领域。
背景技术：
泡沫铝合金具有轻量、高比强度、吸音、减震、保温、隔热等特性，在建筑、 汽车、装饰、航天航空、船舶、噪音控制、减震器等领域都有巨大的巿场潜力。
泡沫结合金的轻量化结构应用，要求泡沬铝合金在具有均勻多孔结构的同 时，其基体材料具有高的强韧性。在孔结构一定的条件下，提高泡沬铝合金强韧 性的有效方法是细化基体材料的晶粒。目前公知的泡沬铝制备技术对泡沬铝宏观 孔结构及其均匀性已基本能实现调控，但获得的基体材料的晶粒尺寸较大，在
10jam 100iLim的范围内，未能充分利用金属基体的细晶强韧化作用，如孔隙 率85%、致密化压应变(衡量泡沬铝韌性的指标)大于或等于60%时的泡沫铝 合金其屈服强度一般都不超过10MPa。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供 一种细晶泡沫铝合金的制备方法，可使 泡沬铝合金的基体得到细化，并在不降低泡沫铝合金軔性的同时，提高泡沬铝合 金的强度。
本发明在常规粉末冶金多孔材料技术的基础上，通过非晶晶化的方法使泡 沬铝合金的基体晶粒细化,利用细晶强化作用，在不降低泡沫铝合金韧性的同时, 提高泡沬铝合金的强度。本发明采用的技术方案是将铝基非晶粉末与造孔剂 混合均匀，再压实致密化获得生坯，在氩气保护下在铝基非晶粉末的晶化温度进 行等温退火晶化处理，同时实现金属粉末的烧结，空冷至室温，用水将造孔剂 溶除，获得基体组织细化的高强韧泡沬铝合金。
本发明还包括以下技术方案①铝基非晶粉末为Al-Y-Nd-Co非晶粉末，其 成份为Y占2 wt. % 6wt % , Nd占2 wt. % 6wt. % ， Co占4 wt. % 7wt. % , 余量为Al ;②造孔剂釆用NaCl，且铝基非晶粉末与造孔剂的体积比为1:2 1:5;③铝基非晶粉末和造孔剂粉末的粒度都为-200目；④铝基非晶粉末和造孔 剂粉末在混料器中以转速50rpm 300rpm混合时间10min. 70min.混合； 混 合粉末模压压力为200MPa 1000MPa;⑥晶化烧结时温度控制在300°C 450°C,退火晶化时间30min. 200min.;⑦水洗溶除造孔剂的时间为10min. 30min.。
本发明的有益效果是(1)使泡沬铝合金的基体大幅度细化，基体晶粒可
细化到200nm 800nm，平均孔径为0.1 mm lmm,孔隙率为67% 85%,致 密化应变^60%，利用细晶强化作用，在不降低泡沫铝合金軔性的同时，提高泡 沬铝合金的强度；(2)设备条件简单，能实现规模化生产。
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例一
将粒度-200目的A190Y3Nd2Co5( A192wt % 、 Y2wt % 、 Nd2wt % 、 Co4wt % ) 非晶粉末与粒度-200目的NaCl颗粒以l: 2的体积比混合，在混料器中混合均匀 (混合时间40分钟，转速100rpm),混合粉末装入压模，在压力机上压实 (压力500MPa)，然后进行等温晶化烧结处理(420°C, 35min., Ar气保护)， 空冷后用水冲洗15min.除去NaCl,得到孔隙率67%、孑L径O.l mm lmm、基体 晶粒大小为600nm 800nm、屈服强度30MPa、致密化压应变63%的细晶泡沫铝 合金。 实施例二
将粒度-200目的A185Y4Nd4Co7( A185wt % 、 Y4wt % 、 Nd4wt % 、 Co7wt % ) 非晶粉末与粒度-200目的NaCl颗粒以l: 3的体积比混合，在混料器中混合均匀 (混合时间20分钟，转速180rpm),混合粉末装入压模，在压力机上压实 (压力700MPa),然后进行等温晶化烧结处理(355°C, 60min., Ar气保护)， 空冷后用水冲洗30min.除去NaCl,得到孔隙率75%、孔径0.1 lmm、基体晶 粒大小为300nm 600nm、屈服强度23MPa、致密化压应变65%的细晶泡沬铝合 金。
实施例三
将粒度-200目的A190Y3Nd2Co5( A190wt % 、 Y3wt % 、 Nd2wt % 、 Co5wt % ) 非晶粉末与粒度-200目的NaCl颗粒以l: 5的体积比混合，在混料器中混合均匀 (混合时间30分钟，转速140rpm),混合粉末装入压模，在压力机上压实 (压力900MPa)，然后进行等温晶化烧结处理(3卯。C， 40min.， Ar气保护)， 空冷后用水冲洗20min.除去NaCl,得到孔隙率85。/。、孔径O.l mm lmm、基体 晶粒大小为500nm 700nm、屈服强度13MPa、致密化压应变66%的细晶泡沫铝 合金。
权利要求
1、一种细晶泡沫铝合金的制备方法，其特征是将铝基非晶粉末与造孔剂混合均匀，再压实致密化获得生坯，在氩气保护下在铝基非晶粉末的晶化温度进行等温退火晶化处理，同时实现金属粉末的烧结，空冷却至室温，用水将造孔剂溶除，获得基体组织细化的高强韧泡沫铝合金。
2、 根据权利要求l所述的细晶泡沫铝合金的制备方法，其特征是①钼基 非晶粉末为Al-Y-Nd-Co非晶粉末，其成份为Y占2 wt.% 6wt.%, Nd占2 wt.% 6wt.%, Co占4 wt.% 7wt.%,余量为Al ;②造孔剂釆用NaCl,且 铝基非晶粉末与造孔剂的体积比为1:2 1:5;③铝基非晶粉末和造孔剂粉末的 粒度都为-200目；④铝基非晶粉末和造孔剂粉末在混料器中以转速50rpm 300rpm混合时间1 Omin. 70min.混合；⑤混合粉末模压压力为200MPa lOOOMPa。
3、 根据权利要求2所述的细晶泡沬铝合金的制备方法，其特征是晶化烧 结时温度控制在300°C 450°C,退火晶化时间30min. 200min.。
4、 根据权利要求3所述的细晶泡沫铝合金的制备方法，其特征是水洗溶 除造孔剂的时间为10min. 30min.。
全文摘要
一种细晶泡沫铝合金的制备方法，属于多孔泡沫金属材料领域。本方法是将铝基非晶粉末与造孔剂混合均匀，再压实致密化获得生坯，在氩气保护下在铝基非晶粉末的晶化温度进行等温退火晶化处理，同时实现金属粉末的烧结，冷却至室温，用水将造孔剂溶除，获得基体组织细化的高强韧泡沫铝合金。本发明通过非晶晶化的方法使泡沫铝合金的基体细化，利用细晶强化作用，在不降低泡沫铝合金韧性的同时，提高泡沫铝合金的强度。
文档编号C22C1/08GK101182605SQ20071006644
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者芸 周, 尹志其, 左孝青, 陆建生 申请人:昆明理工大学