基于熔体发泡法批量制造泡沫铝填充件的生产方法与流程

本发明属于泡沫铝材料生产技术领域，具体涉及一种基于熔体发泡法批量制造泡沫铝填充件的生产方法。

背景技术：

泡沫铝是一种在铝基体内分布着大量孔洞的轻质多孔功能材料，集多种优良性能于一身，如比表面积大，比刚度高，冲击能量吸收率高，孔隙率高，防火防爆性能好，阻尼减震性能好，隔声吸声，电磁屏蔽，良好的散热性能等。泡沫铝的制备主要有三种工艺方法：熔体发泡法，吹气法和粉末压实熔化发泡法；熔体发泡法以其工艺简单，成本低廉，适宜制造大型板、块材而极具开发潜力。其基本原理主要是将铝或铝合金熔化，随后加入增粘剂使得铝熔体的粘度增加，以防止气泡从熔体中溢出，然后加入发泡剂，最后经冷却使熔体中的气体滞留在熔体内部，其中增粘、混合、发泡、冷却这四个工艺过程对于制备孔径和孔隙率可控、结构均匀的泡沫铝至关重要。

现行的熔体发泡法制备泡沫铝时存在如下的不足：(1)操作难度大，如us.pat.3743353所述用tih2作发泡剂制备泡沫铝时，搅拌发泡时间要求控制在1～2min；(2)只能间断操作，如cn1320710a所述方法改进了国外专利，使得泡沫铝操作难度大为减小，但该方法属于间隙操作；(3)控制不当时，发泡体底部存在一定厚度的实心体，并且泡沫体中泡体分布不均匀；(4)原材料成本高，通常所用的发泡剂为tih2类粉末；(5)只适宜于制备某些低熔点的铝合金泡沫；正是由于这些不足，导致了泡沫铝的生产成本居高不下，也限制了泡沫铝的大规模商业化应用。为了解决间隙式泡沫铝生产成本高的缺陷，美国专利us.pat6984356b2描述了一种泡沫铝的连续制备方法，但该专利不能根据需要量对熔体进行在线增粘，没有指出如何调整增粘熔体中的气泡量，也没有明确泡沫铝连续铸造部分的设备与操作工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于熔体发泡法批量制造泡沫铝填充件的生产方法，实现泡沫铝填充件的连续化生产，提高泡沫铝填充件的生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种基于熔体发泡法批量制造泡沫铝填充件的生产方法，包括将铝液混合物引入到搅拌装置中搅拌发泡，接着利用挤压装置将半凝固状态的泡沫铝液向下挤压到模具中，形成泡沫铝填充件；

所述搅拌装置的侧身上设置有冷却系统，其底部设置有抽拉装置用于打开供泡沫铝液流出；模具经由滚动履带依次传送至搅拌装置的下方并在完成泡沫铝液的填充后传出。

优选的，所述的生产方法还包括对发泡剂进行包覆预处理，接着以高压氮气流为载体，将发泡剂粉鼓吹到铝液中，然后加入增粘剂，搅拌混合。

优选的，发泡剂的包覆预处理方法为，将发泡剂在350℃的温度下保温处理5～12h，接着在480℃的条件下保温1h，然后关闭加热，自然冷却即可。

优选的，发泡剂在高压氮气流中的含量为30～50g/l。

优选的，所述高压氮气流的流量为0.05～0.3m³/h。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的泡沫铝填充件的生产方法，通过在搅拌装置的底部设置抽拉装置，将搅拌发泡形成的泡沫铝液挤压到模具中形成泡沫铝填充件即可，所述的模具由滚动履带依次传送，从而实现了泡沫铝填充件的连续化生产，提高了生产效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

附图说明

图1为本发明提供的基于熔体发泡法批量制造泡沫铝填充件的示意图；

图中标号说明：10-挤压装置，20-搅拌装置，21-抽拉装置，30-模具，40-滚动履带，50-冷却系统。

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，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。

本发明提供了一种基于熔体发泡法批量制造泡沫铝填充件的生产方法，包括将铝液混合物引入到搅拌装置中搅拌发泡，接着利用挤压装置将半凝固状态的泡沫铝液向下挤压到模具中，形成泡沫铝填充件；

所述搅拌装置的侧身上设置有冷却系统，其底部设置有抽拉装置用于打开供泡沫铝液流出；模具经由滚动履带依次传送至搅拌装置的下方并在完成泡沫铝液的填充后传出。

结合图1所示为本发明提供的基于熔体发泡法批量制造泡沫铝填充件的示意图，挤压装置10、搅拌装置20、模具30和滚动履带40自上而下依次布置，搅拌装置20的侧身上设置有冷却系统50，底部设置有抽拉装置21，铝液混合物引入到搅拌装置20中搅拌发泡，接着利用挤压装置10将半凝固状态的泡沫铝液向下挤压到模具30中，形成泡沫铝填充件；所述的模具30经由滚动履带40依次传送到搅拌装置20的下方，并在完成泡沫铝填充件的填充后由滚动履带40传出，本发明提供的生产方法，各部件、装置之间协同配合，提高了泡沫铝填充件的生产效率。

本发明提供了单独的搅拌装置20用于铝液的发泡，并在搅拌装置20的底部设置抽拉装置21，抽拉装置21打开后，设置在搅拌装置20上方的挤压装置10下压并将半凝固状态的泡沫铝液向下挤压进入到模具30中，形成泡沫铝填充件，所述的模具30经由滚动履带40依次传送到搅拌装置20的下方，该方法避免了现有技术中盛有发泡铝液的装置的转移带来的操作不便，直接开启抽拉装置21即可进行发泡铝液的下料、填充，从而形成泡沫铝填充件。

进一步的，所述的生产方法还包括对发泡剂进行包覆预处理，接着以高压氮气流为载体，将发泡剂粉鼓吹到铝液中，然后加入增粘剂，搅拌混合。

传统的熔体发泡法进行泡沫铝材料的制造过程中，先将铝或铝合金熔化，随后加入增粘剂使得铝熔体的粘度增加，然后再加入发泡剂，在这一过程中，熔体的粘度增加了，从而可以有效的避免气泡从熔体中溢出，最后经冷却使得熔体中发泡剂产生的气体滞留在熔体内部，形成泡沫铝材料。但是，铝熔体粘度的增加虽然能够抑制发泡剂产生气泡的溢出，但是也增大了发泡剂的分散难度，发泡剂在粘度较大的铝熔体内难以分散均匀，并且随着搅拌混合时间的延长，发泡剂产生气泡的孔径不一，泡孔均匀性较差，严重的影响了成型的泡沫铝填充件的质量品质。本发明中，通过对发泡剂进行包覆预处理，从而延缓其发泡的时间，通过高压氮气流将发泡剂粉末鼓吹到铝液中，可以快速的实现发泡剂粉末在铝液中的均匀分散；接着再加入增粘剂，使得铝液混合物的粘度提高，从而避免发泡剂产生的气泡溢出，通过调整原料加入的顺序，在铝熔体粘度较低时利用高压氮气流实现发泡剂粉末在铝液混合物中的快速分散。

进一步的，根据本发明，发泡剂的包覆预处理方法为，将发泡剂在350℃的温度下保温处理5～12h，接着在480℃的条件下保温1h，然后关闭加热，自然冷却即可。本发明中所述的发泡剂为泡沫铝材料生产过程中所常用的，具体的，为氢化钛、氢化锆中的一种。通过对发泡剂表面进行包覆，使其表面形成较高熔点的氧化膜，从而延缓发泡剂的发泡时间，提高发泡剂的效率，得到泡孔孔径均匀一致的泡沫铝材料，有效的确保泡沫铝填充件的质量。

根据本发明，发泡剂在高压氮气流中的含量会影响其在铝液混合物中的分散效果，若含量过高，发泡剂来不及分散，导致分散效果差，而含量过低，完成发泡剂添加的时间延长，会导致加入的发泡剂出现损失。本发明中，所述发泡剂在高压氮气流中的含量为30～50g/l，进一步优选的，所述发泡剂在高压氮气流中的含量为35～45g/l。

本发明中，所述高压氮气流的流量也会影响发泡剂粉末的添加效果，所述高压氮气流的流量为0.05～0.3m³/h，进一步优选的，所述高压氮气流的流量为0.12～0.22m³/h。

本发明中，所述的搅拌装置20用于盛放铝液，该铝液已经加入了发泡剂和增粘剂，将其倒入到搅拌装置20中，在搅拌的条件下持续发泡，同时，设置在搅拌装置20侧身的冷却系统50开始对泡沫铝液进行冷却使其凝固定型；所述的冷却系统50可以采用水冷的方式。所述的抽拉装置21具体可以设置为一抽拉挡板，抽拉挡板在驱动机构的控制下移动至搅拌装置20的底部或移开使得半凝固状的泡沫铝液在挤压装置10的下压动作下挤出到模具30中。

本发明中，所述的挤压装置10、滚动履带40带动的模具30、以及抽拉装置21之间相互配合，实现泡沫铝填充件的连续化生产，有效的提高了泡沫铝填充件的生产效率，同时，制造得到的泡沫铝填充件的泡孔孔径的均匀性好，产品质量好。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。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的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。