一种多孔金属材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种多孔金属材料及其制备方法。由以下成分制备而成：镍粉、铁粉、钛粉、聚乙烯醇缩丁醛、碳酰胺、碳酸氢铵、聚乙二醇、硬脂酸钙、月桂醇硫酸镁、羟丙基二淀粉磷酸酯、丙三醇、蜂蜡、异丙醇、无水乙醇、水。制备方法如下：先将所有组分混合，用高速搅拌机搅拌均匀，放入模具中压制成型，进行烧结，将温度以10℃/min升温至95?105℃，再以2℃/min升温至490?500℃，最后以10℃/min升温至1200?1300℃，保温3?4小时即得。本发明的多孔金属材料聚乳酸为原料，具有较高的孔隙率，而随着孔隙率的增加，杨氏模量和平台应力都稍有下降，但是依然具有较好的力学性能。
【专利说明】
一种多孔金属材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种多孔金属材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 多孔材料是一种含有孔隙的材料，主要由形成材料本身基本构架的连续固相和形 成孔隙的气体相所组成。根据孔隙率的大小不同主要分为中低孔隙率材料和高孔隙率材 料，其中，中低孔隙率材料的孔隙多为封闭型，而高孔隙率材料则随孔隙形态和连续固相形 态的不同分为蜂窝材料、开孔泡沫材料以及闭孔泡沫材料。在多孔材料中多孔金属材料是 当前一种新型功能材料，具有质轻、压缩性强、耐冲击、吸音效果好和力学性能佳的优势。但 是，也由于存在气孔，多孔材料的性能会受到一定的影响。因此，研究开发一种具有较高孔 隙率且具有较好力性能的多孔金属材料具有广阔的应用前景。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种多孔金属材料，具有较高的孔隙率， 而随着孔隙率的增加，杨氏模量和平台应力都稍有下降，但是依然具有较好的力学性能。
[0005] 技术方案:一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉5-10份、铁粉 10-20份、钛粉40-60份、聚乙烯醇缩丁醛2-4份、碳酰胺2-5份、碳酸氢铵1-2份、聚乙二醇200 5-10份、硬脂酸钙1-2份、月桂醇硫酸镁1-3份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.2-0.5份、丙三醇1-2 份、蜂蜡0.1 -0.2份、异丙醇2-5份、无水乙醇5-10份、水0.5-1份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉6-9份、铁粉13-19份、钛粉45-55份、聚乙稀醇缩丁醛2.5-3.5份、碳酰胺3-4份、碳酸氢铵1.1-1.8份、聚乙二醇200 6-9份、硬脂酸钙1.2-1.8份、月桂醇硫酸镁1.5-2.5份、羟丙基二淀粉 磷酸酯〇. 3-0.4份、丙三醇1.3-1.8份、蜂蜡0.11-0.18份、异丙醇3-4份、无水乙醇6-9份、水 0.6-0.9份。
[0007]上述多孔金属材料的制备方法包括以下步骤： 步骤1:将所有组分混合，用高速搅拌机在转速3000-5000r/min下搅拌均匀； 步骤2:放入模具中，在压力100-200MPa下压制成型； 步骤3:进行烧结，将温度以10°C/min升温至95-105°C，再以2°C/min升温至490-500°C， 最后以10°C/min升温至1200-1300°C，保温3-4小时即得。
[0008] 进一步优选的，步骤1中转速为3500-4500r/min。
[0009] 进一步优选的，步骤2中压力为120-180MPa。
[0010] 进一步优选的，步骤3中第一次升温至100°C，第二次升温至495°C，第三次升温至 1250°C，保温时间为3.5小时。
[0011] 有益效果:本发明的多孔金属材料的孔隙率较高，最高可达75%，而随着孔隙率的 增加，杨氏模量和平台应力都稍有下降。杨氏模量在6.3-6.5GPa之间，平台应力在21.15- 21 · 36MPa之间，具有较好的力学性能。
[0012]
【具体实施方式】 [0013] 实施例1 一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉5份、铁粉10份、钛粉40份、聚 乙烯醇缩丁醛2份、碳酰胺2份、碳酸氢铵1份、聚乙二醇200 5份、硬脂酸钙1份、月桂醇硫酸 镁1份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.2份、丙三醇1份、蜂蜡0.1份、异丙醇2份、无水乙醇5份、水0.5 份。
[0014] 上述多孔金属材料的制备方法为：先将所有组分混合，用高速搅拌机在转速 3000r/min下搅拌均匀，放入模具中，在压力lOOMPa下压制成型，进行烧结，将温度以10°C/ min升温至95°C，再以2°C/min升温至490°C，最后以10°C/min升温至1200-1300°C，保温3小 时即得。
[0015] 实施例2 一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉6份、铁粉13份、钛粉45份、聚 乙烯醇缩丁醛2.5份、碳酰胺3份、碳酸氢铵1.1份、聚乙二醇200 6份、硬脂酸钙1.2份、月桂 醇硫酸镁1.5份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.3份、丙三醇1.3份、蜂蜡0.11份、异丙醇3份、无水乙 醇6份、水0.6份。
[0016] 上述多孔金属材料的制备方法为：先将所有组分混合，用高速搅拌机在转速 3500r/min下搅拌均匀，放入模具中，在压力120MPa下压制成型，进行烧结，将温度以10°C/ 11^11升温至100°(：，再以2°(：/1^11升温至495°(：，最后以10°(：/1^11升温至1250°(：，保温3.5小时 即得。
[0017] 实施例3 一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉7.5份、铁粉15份、钛粉50份、 聚乙烯醇缩丁醛3份、碳酰胺3.5份、碳酸氢铵1.5份、聚乙二醇200 7.5份、硬脂酸钙1.5份、 月桂醇硫酸镁2份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.35份、丙三醇1.5份、蜂蜡0.15份、异丙醇3.5份、 无水乙醇7.5份、水0.75份。
[0018] 上述多孔金属材料的制备方法为：先将所有组分混合，用高速搅拌机在转速 4000r/min下搅拌均匀，放入模具中，在压力150MPa下压制成型，进行烧结，将温度以10°C/ 11^11升温至100°(：，再以2°(：/1^11升温至495°(：，最后以10°(：/1^11升温至1250°(：，保温3.5小时 即得。
[0019] 实施例4 一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉9份、铁粉19份、钛粉55份、聚 乙烯醇缩丁醛3.5份、碳酰胺4份、碳酸氢铵1.8份、聚乙二醇200 9份、硬脂酸钙1.8份、月桂 醇硫酸镁2.5份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.4份、丙三醇1.8份、蜂蜡0.18份、异丙醇4份、无水乙 醇9份、水0.9份。
[0020] 上述多孔金属材料的制备方法为：先将所有组分混合，用高速搅拌机在转速 4500r/min下搅拌均匀，放入模具中，在压力180MPa下压制成型，进行烧结，将温度以10°C/ 11^11升温至100°(：，再以2°(：/1^11升温至495°(：，最后以10°(：/1^11升温至1250°(：，保温3.5小时 即得。
[0021] 实施例5 一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉10份、铁粉20份、钛粉60份、聚 乙烯醇缩丁醛4份、碳酰胺5份、碳酸氢铵2份、聚乙二醇200 10份、硬脂酸钙2份、月桂醇硫酸 镁3份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.5份、丙三醇2份、蜂蜡0.2份、异丙醇5份、无水乙醇10份、水1 份。
[0022] 上述多孔金属材料的制备方法为：先将所有组分混合，用高速搅拌机在转速 5000r/min下搅拌均匀，放入模具中，在压力200MPa下压制成型，进行烧结，将温度以10°C/ min升温至105°C，再以2°C/min升温至500°C，最后以10°C/min升温至1300°C，保温4小时即 得。
[0023] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于不含有硬脂酸钙和月桂醇硫酸镁。具体地说是： 一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉10份、铁粉20份、钛粉60份、聚 乙烯醇缩丁醛4份、碳酰胺5份、碳酸氢铵2份、聚乙二醇200 10份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.5 份、丙三醇2份、蜂蜡0.2份、异丙醇5份、无水乙醇10份、水1份。
[0024] 上述多孔金属材料的制备方法为：先将所有组分混合，用高速搅拌机在转速 5000r/min下搅拌均匀，放入模具中，在压力200MPa下压制成型，进行烧结，将温度以10°C/ min升温至105°C，再以2°C/min升温至500°C，最后以10°C/min升温至1300°C，保温4小时即 得。
[0025] 对比例2 本实施例与实施例5的区别在于不含有羟丙基二淀粉磷酸酯和丙三醇。具体地说是： 一种多孔金属材料，由以下成分以重量份制备而成:镍粉10份、铁粉20份、钛粉60份、聚 乙烯醇缩丁醛4份、碳酰胺5份、碳酸氢铵2份、聚乙二醇200 10份、硬脂酸钙2份、月桂醇硫酸 镁3份、蜂蜡0.2份、异丙醇5份、无水乙醇10份、水1份。
[0026] 上述多孔金属材料的制备方法为：先将所有组分混合，用高速搅拌机在转速 5000r/min下搅拌均匀，放入模具中，在压力200MPa下压制成型，进行烧结，将温度以10°C/ min升温至105°C，再以2°C/min升温至500°C，最后以10°C/min升温至1300°C，保温4小时即 得。
[0027] 本发明材料的各项指标如下，我们可以看到本发明的孔隙率较高，最高可达75%， 而随着孔隙率的增加，杨氏模量和平台应力都稍有下降。杨氏模量在6.3-6.5GPa之间，平台 应力在21 · 15-21.36MPa之间，具有较好的力学性能。
[0028]表1多孔金属材料的性能指标
【主权项】
1. 一种多孔金属材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成:镍粉5-10份、铁粉 10-20份、钛粉40-60份、聚乙烯醇缩丁醛2-4份、碳酰胺2-5份、碳酸氢铵1-2份、聚乙二醇200 5-10份、硬脂酸钙1-2份、月桂醇硫酸镁1-3份、羟丙基二淀粉磷酸酯0.2-0.5份、丙三醇1-2 份、蜂蜡0.1-0.2份、异丙醇2-5份、无水乙醇5-10份、水0.5-1份。2. 根据权利要求1所述的一种多孔金属材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备 而成:镍粉6-9份、铁粉13-19份、钛粉45-55份、聚乙稀醇缩丁醛2.5-3.5份、碳酰胺3-4份、碳 酸氢铵1.1-1.8份、聚乙二醇200 6-9份、硬脂酸钙1.2-1.8份、月桂醇硫酸镁1.5-2.5份、羟 丙基二淀粉磷酸酯〇 . 3-0.4份、丙三醇1.3-1.8份、蜂蜡0.11-0.18份、异丙醇3-4份、无水乙 醇6-9份、水0.6-0.9份。3. 如权利要求1所述的一种高效清洗切削液，其特征在于:所述钛粉粒径为10-20 μπι。4. 权利要求1至2任一项所述的一种多孔金属材料的制备方法，其特征在于:包括以下 步骤： 步骤1:将所有组分混合，用高速搅拌机在转速3000-5000r/min下搅拌均匀； 步骤2:放入模具中，在压力100-200MPa下压制成型； 步骤3:进行烧结，将温度以10°C/min升温至95-105°C，再以2°C/min升温至490-500°C， 最后以10°C/min升温至1200-1300°C，保温3-4小时即得。5. 根据权利要求4所述的一种多孔金属材料的制备方法，其特征在于:所述步骤1中转 速为 3500-4500r/min。6. 根据权利要求4所述的一种多孔金属材料的制备方法，其特征在于:所述步骤2中压 力为l2〇-l8〇MPa。7. 根据权利要求4所述的一种多孔金属材料的制备方法，其特征在于:所述步骤3中第 一次升温至100°(：，第二次升温至495°(：，第三次升温至1250°(：，保温时间为3.5小时。
【文档编号】C22C1/08GK105907998SQ201610295236
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】陈昌
【申请人】陈昌