本发明涉及金属发泡技术领域，具体涉及一种金属连续发泡新工艺。
背景技术：
多孔泡沫金属材料由金属骨架及孔隙所组成，是近几十年发展起来的一种功能材料。自问世以来，作为结构材料，它具有轻质、高比强度的特点；作为功能材料，它具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能，兼之其可回收的特点，适应了当前发展的需要，在国内外一般工业领域及高技术领域得到了越来越广泛的应用。
目前已研制出的多孔泡沫金属材料有泡沫铝(及泡沫铝合金)、泡沫镍、泡沫锌、泡沫铅、泡沫钛、泡沫铸铁及泡沫钢等，其中泡沫铝的研究最为成熟，并在实际应用中展现出广阔的前景。泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。
泡沫铝传统制备方法中，熔体发泡法工艺如下：在铝液中加入增粘剂，搅拌均匀后加入发泡剂，放入到一定温度的模具中进行发泡而成。其具体的工具参数为：增粘剂采用钙粒，其添加温度对熔体的粘度有很大影响，温度越高粘度越大，在660℃添加2％ca粒搅拌10min可以获得合适的熔体发泡粘度。折叶桨式搅拌器的搅拌效果理想，采用边加入边提高转速的方法添加tih2易于将发泡剂分散均匀。选用粒度为74μmtih2颗粒可以得到较高孔隙率的泡沫。氢化钛添加量宜在1.0～1.6％范围，发泡温度选择620～630℃范围，冷却方式在空气中自然缓冷，并使发泡槽温度高于熔体10℃。可以实现不同厚度500mm×1000mm×x的铝合金泡沫铝板材的制备。
传统制备方法缺点如下：1.不能实现连续制备，导致生产率低，材料成型长度受限制；2.由于发泡时材料为开放式静置，因此，所生成的气泡会汇聚变大，从而影响材料性能，甚至形成空洞；同时，静置导致铝合金下降，气泡上升，使得现有工艺成品率难以超过40％，客观上造成了资源浪费，提高了成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种成型率高，发泡质量稳定的金属连续发泡新工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种金属连续发泡新工艺，步骤如下：
(1)将熔化后的金属液引入到搅拌罐中，加入粘稠剂，发泡剂可加可不加，若加入发泡剂，加入量不超过理论加入量的1/5；
(2)将搅拌器伸入到搅拌罐中，该搅拌器的搅拌杆内部设有空腔(空心状)，在搅拌器的搅拌桨叶上设置有与空腔相通的小气孔，搅拌杆内通过气管与装有液氮或干冰的罐相接，在搅拌杆旋转的过程中气管保持不转动；
(3)打开气管上的阀门，启动搅拌器，通过气管向搅拌杆内通入液氮或干冰，液氮或干冰吸热汽化，形成压力，从小气孔中排出，将搅拌齿逐渐浸入制备好的稍粘金属熔液中，边通气边搅拌，或者先通入液氮或干冰后再搅拌，汽化后的液氮或干冰在金属液中形成气泡，在通过搅拌器搅拌使气泡均匀分布在金属液中；
(4)待温度接近金属液开始凝固之前，打开搅拌罐底部的出料口，搅拌完成后的金属液流入到模铸生产线中直接浇铸成型，实现边搅拌，边发泡，边成型，完成连续生产；
(5)待搅拌完成后，升起搅拌器，保持气孔通畅下冷却搅拌便于下次使用。
通过发泡工艺得到的泡沫铝的孔隙率为65～85％，孔径为2～4mm，所生产的泡沫铝材料加工成10mm厚板材，经检测，吸能密度：12～20j/cm3；强度：≥15mpa；降噪系数nrc0.7以上(泡沫铝板材降噪系数0.6)；压缩性能(孔隙率85％时)：上屈服点4.55mpa，下屈服点3.30mpa。
所述搅拌罐为有底搅拌罐，在底部开有出料口，该出料口与成型模具的进料流道相连，在出料口处设置有超声波振动装置，待金属液由出料口出来时，通过超声波对其进行振动，金属液在往下流动过程中起泡会变长，但通过超声振动后，起泡会由长变为圆球状，提高泡沫孔的质量。
所述出料口为任意几何形状，没有特殊要求。
所述搅拌桨叶分层设置，由下向上分为2～3层，其中上面的1～2层为倾斜桨叶，每层2～4支叶片，该倾斜桨叶与水平面的角度为30°～45°，主要作用是将液体向下压，底层为垂直桨叶，分布2～4支叶片，主要作用是将液体向外甩出，增大边角搅拌效率。
所述搅拌杆及搅拌叶中间设置有隔热层(保温层)，由于金属导热效率较高，不设置隔热层的话液氮或干冰在搅拌杆内就汽化了，无法在熔液中形成起泡，并且搅拌桨叶表面的微孔也容易被堵塞；因此要对比液氮或干冰进行隔热处理，使其在熔液中才开始汽化，产生均匀的气孔。
所述搅拌桨叶上的小气孔设置在搅拌桨叶的背面。
所述装有液氮或干冰的罐内设置有加热器，该加热器连接有plc控制器，在罐体的外部设置有保温层；在罐内设置温度传感器以及压力传感器，该温度传感器以及压力传感器分别通过信号线与plc控制器相接；通过plc控制器对罐进行加热，提高罐内的压力，当达到设定温度和压力时切断电源，停止加热；通过加热，使罐内形成高压，使液氮或干冰形成的气体能够穿过熔体相上运行，在泡沫铝中形成气泡。
在罐的出气口安装有阀门，当发泡完成后关闭阀门。
在搅拌过程中，在离心力的作用下金属会甩向周边，导致搅拌不均匀，因此，将垂直桨叶分为前段和后段，前段为搅拌段，表面积较大，增加搅拌力度，后端为切割段，表面积较小。
所述小气孔设置在底层的垂直桨叶上，在搅拌过程中由底部向上形成气泡，由上部的倾斜桨叶将气泡打散。
本发明的有益效果是：本发明的技术方案改变传统静态发泡，结合搅拌，从底部通入液氮或干冰，利用液氮或干冰吸热汽化的特点，能够在铝液中形成起泡，同时在搅拌过程中气泡被均匀打散在铝液中，随着铝液的冷却，气泡上行压力大，便均匀分布在铝液中，从而减少气泡上行和铝液下沉，提高泡沫铝发泡的均匀性，同时可以大大减少发泡剂的用量，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明搅拌杆结构图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1(以泡沫铝发泡为例)
(1)将熔化后的铝液引入到搅拌罐中，加入粘稠剂；
(2)将搅拌器伸入到搅拌罐中，该搅拌器的搅拌杆内部设有空腔(空心状)，在搅拌器的搅拌桨叶上设置有与空腔相通的小气孔，搅拌杆内通过气管与装有液氮或干冰的罐相接，在搅拌杆旋转的过程中气管保持不转动；
(3)打开气管上的阀门，启动搅拌器，通过气管向搅拌杆内通入液氮或干冰，液氮或干冰吸热汽化，形成压力，从小气孔中排出，将搅拌齿逐渐浸入制备好的稍粘铝熔液中，边通气边搅拌，或者先通入液氮或干冰后再搅拌，汽化后的液氮或干冰在铝液中形成气泡，在通过搅拌器搅拌使气泡均匀分布在铝液中；
(4)待温度接近铝液开始凝固之前，打开搅拌罐底部的出料口，搅拌完成后的铝液流入到模铸生产线中直接浇铸成型，实现边搅拌，边发泡，边成型，完成连续生产；
(5)待搅拌完成后，升起搅拌器，保持气孔通畅下冷却搅拌便于下次使用。
如图1所示，搅拌桨叶分层设置，由下向上分为2～3层，其中上面的1～2层为倾斜桨叶1，每层2～4支叶片，该倾斜桨叶1与水平面的角度为30°～45°，主要作用是将液体向下压，底层为垂直桨叶2，分布2～4支叶片，主要作用是将液体向外甩出，增大边角搅拌效率。小气孔3设置在底层的垂直桨叶2上，在搅拌过程中由底部向上形成气泡，由上部的倾斜桨叶1将气泡打散。在搅拌过程中，在离心力的作用下金属会甩向周边，导致搅拌不均匀，因此，将垂直桨叶2分为前段和后段，前段为搅拌段，表面积较大，增加搅拌力度，后端为切割段，表面积较小。
实施例2(以泡沫镁发泡为例)
(1)将熔化后的镁液引入到搅拌罐中，加入粘稠剂和发泡剂，发泡剂的加入量不超过理论加入量的1/5；
(2)将搅拌器伸入到搅拌罐中，该搅拌器的搅拌杆内部设有空腔(空心状)，在搅拌器的搅拌桨叶上设置有与空腔相通的小气孔，搅拌杆内通过气管与装有液氮或干冰的罐相接，在搅拌杆旋转的过程中气管保持不转动；
(3)打开气管上的阀门，启动搅拌器，通过气管向搅拌杆内通入液氮或干冰，液氮或干冰吸热汽化，形成压力，从小气孔中排出，将搅拌齿逐渐浸入制备好的镁熔液中，边通气边搅拌，或者先通入液氮或干冰后再搅拌，汽化后的液氮或干冰在镁液中形成气泡，在通过搅拌器搅拌使气泡均匀分布在镁液中；
(4)待温度接近镁液开始凝固之前，打开搅拌罐底部的出料口，搅拌完成后的镁液流入到模铸生产线中直接浇铸成型，实现边搅拌，边发泡，边成型，完成连续生产；
(5)待搅拌完成后，升起搅拌器，保持气孔通畅下冷却搅拌便于下次使用。
实施例3(以泡沫铝发泡为例)
(1)将熔化后的铝液引入到搅拌罐中，加入粘稠剂和发泡剂，发泡剂的加入量不超过理论加入量的1/5；
(2)将搅拌器伸入到搅拌罐中，该搅拌器的搅拌杆内部设有空腔(空心状)，在搅拌器的搅拌桨叶上设置有与空腔相通的小气孔，搅拌杆内通过气管与装有液氮或干冰的罐相接，在搅拌杆旋转的过程中气管保持不转动；
(3)打开气管上的阀门，启动搅拌器，通过气管向搅拌杆内通入液氮或干冰，液氮或干冰吸热汽化，形成压力，从小气孔中排出，将搅拌齿逐渐浸入制备好的稍粘铝熔液中，边通气边搅拌，或者先通入液氮或干冰后再搅拌，汽化后的液氮或干冰在铝液中形成气泡，在通过搅拌器搅拌使气泡均匀分布在铝液中；
(4)待温度接近铝液开始凝固之前，打开搅拌罐底部的出料口，搅拌完成后的铝液流入到模铸生产线中直接浇铸成型，实现边搅拌，边发泡，边成型，完成连续生产；
(5)待搅拌完成后，升起搅拌器，保持气孔通畅下冷却搅拌便于下次使用。
如图1所示，搅拌桨叶分层设置，由下向上分为2～3层，其中上面的1～2层为倾斜桨叶1，每层2～4支叶片，该倾斜桨叶1与水平面的角度为30°～45°，主要作用是将液体向下压，底层为垂直桨叶2，分布2～4支叶片，主要作用是将液体向外甩出，增大边角搅拌效率。小气孔3设置在底层的垂直桨叶2上，在搅拌过程中由底部向上形成气泡，由上部的倾斜桨叶1将气泡打散。在搅拌过程中，在离心力的作用下金属会甩向周边，导致搅拌不均匀，因此，将垂直桨叶2分为前段和后段，前段为搅拌段，表面积较大，增加搅拌力度，后端为切割段，表面积较小。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。