專利名稱：通孔泡沫鋁板材制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通孔型泡沫鋁板材生產(chǎn)工藝，涉及的是泡沫鋁板材制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及孔空隙率80-90％、通孔率85-90％、主孔徑0.4-2.5mm、密度0.5-1g/cm3的通孔型泡沫鋁板材通孔制備工藝。
背景技術(shù)：
目前多孔通孔金屬泡沫鋁在市場(chǎng)應(yīng)用上前景較好，在聲學(xué)領(lǐng)域(吸聲降噪)方面，應(yīng)用很廣，如音樂(lè)廳、影劇院、歌舞廳、體育館、會(huì)議中心、道路聲屏障、發(fā)電機(jī)房、空壓機(jī)房、船舶機(jī)艙?？照{(diào)通風(fēng)設(shè)備等的消聲降噪。
多孔通孔泡沫鋁材料研究從60年代開(kāi)始，已有50多年，最初是1)發(fā)泡法由于發(fā)泡法生產(chǎn)工藝控制困難，投入資金有很大，所以限制了泡沫金屬材料的發(fā)展。2)燒結(jié)法因孔徑小，板材薄、機(jī)械強(qiáng)度低，均勻及孔隙率較難控制，因此制造成本較高，帶來(lái)銷售成本提高，市場(chǎng)應(yīng)用難度較大。
隨著人們逐漸對(duì)吸聲材料環(huán)保意識(shí)的提高，多孔通孔泡沫鋁材料有著廣泛的應(yīng)用前景，它可改變?cè)暡牧先绲V棉、巖棉、玻璃棉對(duì)人體及環(huán)境帶來(lái)的二次污染和吸聲性能的不穩(wěn)定，特別在室外和高溫、潮濕、高風(fēng)速場(chǎng)所。所以目前泡沫金屬材料成為國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)先開(kāi)發(fā)的材料，并多投入了大量的人力和資金進(jìn)行研發(fā)，并在制備方法上有了很大的發(fā)展，技術(shù)日趨完善。
現(xiàn)有的多孔通孔、閉孔、發(fā)泡等生產(chǎn)工藝較多，但由于技術(shù)、工裝、工藝的完善性都很不全面，所以都不能降低生產(chǎn)成本，實(shí)施大規(guī)模生產(chǎn)。如A)發(fā)泡法制備工藝是把鋁或鋁合金通過(guò)熔爐加熱至650～700左右，加入增粘劑，發(fā)泡劑通過(guò)攪拌加入氣體在模具中冷卻凝固，然后進(jìn)行金工切削得到產(chǎn)品。B)燒結(jié)法制備工藝(又可稱粉末冶金法)。把一定顆粒鋁或鋁合金同一定比例的發(fā)泡劑均勻混合后，壓坯成型，并在可控氛爐中按一定的工藝燒結(jié)，冷卻后得到產(chǎn)品。C)滲流鑄造法，制備工藝，把一定尺寸的顆粒(如鹽、玻璃、陶瓷等)。用石墨模具進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)后，把鋁液注入模具內(nèi)，是鋁液注澆到顆粒的縫隙中，冷凝后，通過(guò)一定工藝把顆粒除掉得到產(chǎn)品。上述方法都存在明顯缺陷a.發(fā)泡法工藝制備方法由于工藝條件控制困難，設(shè)備投入資金大，產(chǎn)品成本高，目前還不能進(jìn)行規(guī)模性生產(chǎn)。b.燒結(jié)法工藝制備法，生產(chǎn)的產(chǎn)品孔徑大小均勻程度以及孔隙率均有很大的不確定性，機(jī)械強(qiáng)度低，成品率低，產(chǎn)品成本高。c.滲流鑄造制備方法①由于在高溫凝固顆粒時(shí)，熱脹系數(shù)控制困難，造成溫高時(shí)放不進(jìn)模具，溫低時(shí)凝顆粒斷裂鋁水澆注不均勻。②在去除凝固顆粒時(shí)，無(wú)法消除干凈凝固顆粒物，造成產(chǎn)品內(nèi)膨脹，形成廢品，并且無(wú)法生產(chǎn)大規(guī)格尺寸和大片規(guī)?；a(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述缺陷，提供一種方法簡(jiǎn)單，操作方便，能進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)的泡沫鋁板制備工藝方法。其特征在于采用高壓滲流制備泡沫鋁生產(chǎn)方法，孔隙率80-90％、通孔率85-90％、主孔徑0.4mm-2.5mm，密度0.5-1g/cm3的制備工藝如下選用優(yōu)質(zhì)的鋁合金作底材，用熔爐進(jìn)行加溫至670c°-700c°，清渣后恒溫穩(wěn)定。
選用優(yōu)質(zhì)食用顆粒鹽作泡沫孔填充物，并通過(guò)高溫倍烘350-450c°恒溫穩(wěn)定用壓力機(jī)作加壓動(dòng)力，并把按裝在壓力機(jī)上的開(kāi)合模具加熱至150-250c°；鋁與顆粒鹽配比1∶2-2.8，把加熱的顆粒鹽放入模具內(nèi)，并通過(guò)壓力機(jī)加壓至塊狀，把加熱的鋁水，用機(jī)械傳動(dòng)裝置澆注在模具內(nèi)并通過(guò)壓機(jī)進(jìn)行加壓。使鋁水快速充滿在顆粒鹽的縫隙中，形成牢固的泡沫鋁骨架，固化后從模具中取出產(chǎn)品冷卻。
根據(jù)用途需要可進(jìn)行各種要求的金加工切削。切削設(shè)備采用帶鋸及其它金工設(shè)備把金加工的泡沫鋁材進(jìn)行水處理，并在水內(nèi)進(jìn)行加壓使水發(fā)泡，達(dá)到快速熔化分解顆粒物，對(duì)處理好板材進(jìn)行離心甩干后進(jìn)行高壓沖淋產(chǎn)品，清潔干凈。
把干凈的泡沫鋁進(jìn)入烘房烘干，使產(chǎn)品穩(wěn)定。
實(shí)施該技術(shù)的明顯效果是與現(xiàn)生產(chǎn)及試制的各種泡沫鋁生產(chǎn)制備工藝相比，本發(fā)明泡沫鋁板孔徑均勻孔隙率高，通孔率高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，孔徑可調(diào)，板厚可調(diào)，容易控制，顯著的提高了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了產(chǎn)品成品率，(本制備工藝成品率達(dá)95％以上)，從而降低了產(chǎn)品制作成本，具備了大規(guī)模生產(chǎn)條件。他從根本上解決了泡沫鋁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，容易控制，同時(shí)又可以通過(guò)帶鋸床進(jìn)行切割，板材的厚度可調(diào)在4mm-50mm。
通過(guò)以上的工藝及測(cè)試，本發(fā)明采用高壓滲流壓鑄工藝達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為空隙率80-90％。通孔率85-90％主孔徑0.4mm-2.5mm。
體積密度0.5-1g/cm3(1.6mm孔徑為0.60-0.8g/cm3)質(zhì)量吸濕率W1＜0.1％體積吸濕率W2＜0.1％力學(xué)性能參照GB/T1038-1040測(cè)定抗壓強(qiáng)度δc8.61MPa(壓縮10％條件下)抗彎強(qiáng)度δW8.06MPa抗拉強(qiáng)度δb3.41MPa聲學(xué)性能(按GBT47及GBJ88)平均吸聲系數(shù)a＞0.06(125-400HZ頻率范圍測(cè)定)降噪系數(shù)NRC＞0.64(250-2000HZ頻率范圍測(cè)定抗老化性能按GB/T14522測(cè)定經(jīng)250小時(shí)，無(wú)變色，無(wú)脫落，無(wú)老化現(xiàn)象電磁屏蔽性按GB12190及SJ20524測(cè)定屏蔽效能40-50dB(80KHZ-1.GHZ頻率范圍測(cè)定)具體實(shí)施例方式以下選用ZL102鋁壓金對(duì)本明作進(jìn)一步描述選用ZL102鋁壓金30公斤kg，放在熔爐中加溫至670℃，清渣進(jìn)行恒溫待用。
選用精制食鹽75公斤kg，放在熔爐中加溫至400℃恒溫待用。選用外形尺寸長(zhǎng)、寬500×500開(kāi)合模具，加溫至200℃后，放入400℃顆粒鹽，并用壓力機(jī)加壓，加壓力15KN使顆粒成塊狀。
在塊狀上面迅速澆注鋁水，并用壓力機(jī)加壓，加壓力200KN，使鋁水全部注入到顆?？p隙中，保壓固化3分后，脫模，取出產(chǎn)品冷卻。
采用切削銑床對(duì)脫模后泡沫塊進(jìn)行定型切削成體積500×500×150mm。
對(duì)切削后定型產(chǎn)品用數(shù)控鋸床進(jìn)行切片成型體積500×500×10mm。
對(duì)切片板材放在流動(dòng)清水中發(fā)泡清洗顆粒填充物，清洗時(shí)間2小時(shí)后，進(jìn)行離心脫水，進(jìn)一步提高清洗質(zhì)量。
進(jìn)入烘房烘干，使產(chǎn)品穩(wěn)定成型，其孔隙率80-90％、通孔率85-90％、主孔徑0.4mm-2.5mm，密度0.5-1g/cm3。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明通孔泡沫鋁板材制備工藝，包括選用鋁合金為底材，顆粒鹽為填充物，其特征在于采用高壓滲流制備泡沫鋁生產(chǎn)方法，孔隙率80-90％、通孔率85-90％、主孔徑0.4mm-2.5mm，密度0.5-1g/cm3的制備工藝如下通過(guò)熔爐熔化鋁合金，顆粒物加熱并在加熱模具中加壓成塊狀后，澆注鋁水后進(jìn)行加壓形成高壓滲流的一種壓鑄工藝，然后進(jìn)行金工切削加工，并進(jìn)行水洗熔化，沖洗干凈填充物，烘干成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔泡沫鋁板材制備工藝，其特征在于選用鋁合金為底材，食用顆粒鹽為填充物，配比1∶2-2.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔泡沫鋁板材制備工藝，其特征在于顆粒物加熱350～450c°，加壓成塊狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔泡沫鋁板材制備工藝，其特征在于模具加熱150～250c°后進(jìn)行鋁水澆注，加壓滲流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔泡沫鋁板材制備工藝，其特征在于對(duì)泡沫鋁毛坯的金工，采用帶鋸床快速切片的方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通孔泡沫鋁板材制備工藝，其特征在于對(duì)切片后泡沫鋁進(jìn)行清水發(fā)泡清洗及高壓沖洗，離心甩干，烘房烘干的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了通孔泡沫鋁板材制備工藝，選用鋁合金用熔爐進(jìn)行加溫、恒溫，選用食用顆粒鹽作泡沫孔填充物作高溫恒溫倍烘，將加熱的顆粒鹽放入模具內(nèi)，并通過(guò)壓力機(jī)加壓至塊狀，加入鋁水，并通過(guò)壓機(jī)進(jìn)行加壓。使鋁水快速充滿在顆粒鹽的縫隙中，形成牢固的泡沫鋁骨架，固化后從模具中取出產(chǎn)品冷卻，形成的通孔泡沫鋁板孔徑均勻孔隙率高，通孔率高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，孔徑可調(diào)，板厚可調(diào)，容易控制，與現(xiàn)生產(chǎn)及試制的各種泡沫鋁生產(chǎn)制備工藝相比，顯著地提高了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了成品率，減少了生產(chǎn)成本，具備了大規(guī)模生產(chǎn)條件。
文檔編號(hào)B22D23/00GK1864895SQ20051002586
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者錢惠根, 趙利民, 朱福官 申請(qǐng)人:上海眾匯泡沫鋁材有限公司