专利名称：不锈钢边角料制备多孔泡沫合金的方法
技术领域：
本发明不锈钢边角料制备多孔泡沫合金的方法，属于金属材料制备领域，具体涉及ー种材料加工领 域的边角料压制制备多孔金属材料的方法。
背景技术：
多孔泡沫金属材料在电子、交通运输和航空等方面的应用日益受到重视，因为其作为结构材料，具有重量轻、強度高和高比刚度的特点；作为功能材料，它具有多孔、减振、阻尼、吸音等多种物理性能。目前，应用较多的是多孔泡沫铝合金材料，与多孔泡沫铝合金材料相比，多孔泡沫不锈钢具有強度和塑性好，孔隙可控性強，过滤精度高，透气性好，抗蚀性和抗氧化性优良，而且制造エ艺简单，寿命长，再生净化简便。尽管如此，目前对多孔不锈钢的研究报道并不多。这是由于エ艺稳定性，实验的重复性差，孔结构不均匀、生产周期长等问题还没有彻底解决，和大批量、エ业化生产和应用还有差距。目前，常用的多孔泡沫金属制备方法有一下几种(I)粉末冶金法，(2)覆金属法，(3)渗流铸造法，(4)直接发泡法。以上方法都可用于制备多孔泡沫不锈钢材料，但在制备过程中都引入了大量增稠剂或发泡材料，在多孔泡沫材料内部形成大量氧化物和夹杂，造成了材料強度低，塑性差，后续加工性能差的问题。经过现有技术的文献检索发现，吴鹏王志阳利用激光烧结形成多孔不锈钢，选用平均粒度75um的316不锈钢、硼酸和氟鹏酸钾混合粉末作为造气剂烧结制成多孔材料。在无需任何硬质エ模具或模型的情况下，能快速制备出不同材料的复杂形状零件，缩短制造周期，增强产品竞争优势，特别有利于复杂形状、多品种、小批量零件的生产，但是投资较大。朱静、刘剑和杨屹等以气雾化316L型奥氏体不锈钢粉末为原料，采用粉浆浇注法制备薄壁多孔不锈钢滤管。郭栋、李德泉和王恩珂用不锈钢粉末扎制多孔生带材，经过烧结、卷曲和焊接制成エ艺多孔管材。平均孔径为6-15um。日本大阪大学开发出在氢气或氮气下把金属充分熔化后溶入气体原子的方法，气孔的延伸方向与凝固方向一致，不同的凝固速度制造不同的多孔不锈钢SUS304L。以上多孔不锈钢金属制作方法都利用造气剂量，比较难以控制孔径大小，而利用粉末价格比较昂贵。
发明内容
本发明不锈钢边角料制备多孔泡沫合金的方法目的在干针对上述现有技术中的不足，利用不锈钢边角料压制成型生产不锈钢泡沫金属可以避免液态铸造的氧化，而且可以不使用增稠剂或发泡材料，エ艺安全简单，成本低，节约能源。其孔隙率在O. 5-0. 7之间，适合大规模エ业生产，制备得到高強度、高韧性多孔泡沫不锈钢材料
本发明不锈钢边角料制备多孔泡沫合金的方法，其特征在于是ー种边角料不锈钢压制制备多孔泡沫金属的方法，该方法是通过以下技术方案实现的，其具体エ艺步骤为
I、收集车削等机械加工方法剩下的边角料，其长度为2飞mm，放置于15(Γ180度烘箱，
烘干Γ2小吋，除去表面吸附的气体和水分；Π、将I加工的边角料转入压型，并振动3(Γ60秒；
Π.Ι、将Π.制备好的边角料放置于10(Γ150吨的压力机下加压，压カ为20ΚΝ 50ΚΝ/
cm2，保压时间为25 30分钟，形成压胚，然后取出多孔材料，机械加工形成多孔不锈钢产品胚料；
Γ 、::m所制作的 多孔不锈钢产品胚料放入炉中进行烧结，烧结温度为8θ(Γιοοο度，保温时间为3(Γ45分钟，随后冷却即可。本发明不锈钢边角料制备多孔泡沫合金的方法同现有技术相比，具有以下有益效果(I)エ艺过程简单，エ艺參数稳定，无污染；(2)经济环保；(3)孔隙率在O. 5-0. 7之间，适合大規模エ业生产；(4)不锈钢市场价格大概为28000元/吨，不锈钢粉末价格大概为55000元/吨，不锈钢边角料价格大概为5600元/吨，因而利用不锈钢边角料生产出的产品价格约为现在市场价格的1/10-1/5之间。制备所得的多孔材料可用于制作消声器、减震器、电磁屏蔽罩、高速公路的隔音墙板等，可解决长期困恼环境的汽车、卡车发动机的排气消声等问题。
图I为不锈钢边角料静压状态图
图中标号为I.上压头2.上压块3.模具4.边角料5.下垫块
具体实施例方式下面结合本发明内容详细说明实施方式；本实施方式在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施方式。图I所示，为不锈钢边角料静压状态图，各部位置要正确，I.上压头2.上压块
3.模具4.边角料5.下垫块。实施方式I
首先，收集304不锈钢车削剩余的边角料4，其长度为6mm ;称取IKg边角料4，放置于150度烘箱，烘干2小吋，除去表面吸附的气体和水分；将烘干的边角料装入压型模具3，底部用下垫块5垫住，振动30秒；将边角料和压型模具置于100吨的压力机下利用上压头I和上压块2加压，压カ为25. 5KN/cm2,保压30分钟，静压结束后，取出多孔材料进行烧结，烧结温度为800度，保温30分钟，随炉冷却后取出多孔材料。即得到孔隙度为O. 57的多孔不锈钢材料。
实施方式2
首先，收集304L不锈钢车削剩余的边角料4，其长度为2mm ;称取IKg边角料4，放置于150度烘箱，烘干2小吋，除去表面吸附的气体和水分；将烘干的边角料装入压型模具3，底部用下垫块5垫住，振动45秒；将边角料和压型置于100吨的压力机下利用上压头I和上压块2加压，压カ为40KN/cm2，保压30分钟。静压结束后，取出多孔材料进行烧结，烧结温度为950度，保温30分钟，随炉冷却后取出多孔材料。即得到孔隙度为O. 45的多孔不锈钢材料。实施方式3
首先，收集304L不锈钢车削剩余的边角料4，其长度为4mm ;称取IKg边角料4，放置于150度烘箱，烘干2小 吋，除去表面吸附的气体和水分；将烘干的边角料装入压利用上压头I和上压块2加压振动60秒；将边角料和压型置于100吨的压力机下利用上压头I和上压块2加压，压カ为50KN/cm2，保压30分钟。静压结束后，取出多孔材料进行烧结，烧结温度为1000度，保温30分钟，随炉冷却后取出多孔材料。即得到孔隙度为O. 32的多孔不锈钢材料。
权利要求
1.不锈钢边角料制备多孔泡沫合金的方法，其特征在于是ー种边角料不锈钢压制制备多孔泡沫金属的方法，该方法是通过以下技术方案实现的，其具体エ艺步骤为 I、收集车削等机械加工方法剩下的边角料，其长度为2飞mm，放置于15(Γ180度烘箱，烘干Γ2小吋，除去表面吸附的气体和水分； II、将I加工的边角料转入压型，并振动30飞0秒； III、将Π制备好的边角料放置于10(Γ150吨的压力机下加压，压カ为20ΚΝ 50ΚΝ/cm2，保压时间为25 30分钟，形成压胚，然后取出多孔材料，机械加工形成多孔不锈钢产品胚料； IV、将III所制作的多孔不锈钢产品胚料放入炉中进行烧结，烧结温度为80(Γ1000度，保温时间为3(Γ45分钟，随后冷却即可。
全文摘要
一种不锈钢边角料制备多孔泡沫合金的方法，属于金属材料制备领域，具体涉及一种材料加工领域的边角料压制制备多孔金属材料的方法，其特征在于该方法包括边角料收集、筛选、烘干、装料以及压制五个步骤，收集车削等机械加工方法剩下的边角料，将装好的边角料的压型放置于压力机下加压，保压，形成压胚，然后取出多孔材料，机械加工形成多孔不锈钢产品。本发明操作方便，工艺稳定，可制备高力学性能的多孔不锈钢合金板。制备所得的多孔材料可用于制作消声器、减震器、电磁屏蔽罩、高速公路的隔音墙板等，可解决长期困恼环境的汽车、卡车发动机的排气消声等问题。
文档编号C22C1/08GK102690966SQ201210170568
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者丁敏, 张红霞, 李永莲, 李豫德, 杨琳, 胡连海, 贾剑飞, 郭叙林 申请人:太原理工大学