專利名稱：一種細(xì)晶泡沫鋁合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)晶泡沬鋁合金的制備方法，屬于多孔泡沬金屬材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
泡沫鋁合金具有輕量、高比強(qiáng)度、吸音、減震、保溫、隔熱等特性，在建筑、 汽車、裝飾、航天航空、船舶、噪音控制、減震器等領(lǐng)域都有巨大的巿場(chǎng)潛力。
泡沫結(jié)合金的輕量化結(jié)構(gòu)應(yīng)用，要求泡沬鋁合金在具有均勻多孔結(jié)構(gòu)的同 時(shí)，其基體材料具有高的強(qiáng)韌性。在孔結(jié)構(gòu)一定的條件下，提高泡沬鋁合金強(qiáng)韌 性的有效方法是細(xì)化基體材料的晶粒。目前公知的泡沬鋁制備技術(shù)對(duì)泡沬鋁宏觀 孔結(jié)構(gòu)及其均勻性已基本能實(shí)現(xiàn)調(diào)控，但獲得的基體材料的晶粒尺寸較大，在
10jam 100iLim的范圍內(nèi)，未能充分利用金屬基體的細(xì)晶強(qiáng)韌化作用，如孔隙 率85%、致密化壓應(yīng)變(衡量泡沬鋁韌性的指標(biāo))大于或等于60%時(shí)的泡沫鋁 合金其屈服強(qiáng)度一般都不超過(guò)10MPa。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供 一種細(xì)晶泡沫鋁合金的制備方法，可使 泡沬鋁合金的基體得到細(xì)化，并在不降低泡沫鋁合金軔性的同時(shí)，提高泡沬鋁合 金的強(qiáng)度。
本發(fā)明在常規(guī)粉末冶金多孔材料技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)非晶晶化的方法使泡 沬鋁合金的基體晶粒細(xì)化,利用細(xì)晶強(qiáng)化作用，在不降低泡沫鋁合金韌性的同時(shí), 提高泡沬鋁合金的強(qiáng)度。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是將鋁基非晶粉末與造孔劑 混合均勻，再壓實(shí)致密化獲得生坯，在氬氣保護(hù)下在鋁基非晶粉末的晶化溫度進(jìn) 行等溫退火晶化處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)金屬粉末的燒結(jié)，空冷至室溫，用水將造孔劑 溶除，獲得基體組織細(xì)化的高強(qiáng)韌泡沬鋁合金。
本發(fā)明還包括以下技術(shù)方案①鋁基非晶粉末為Al-Y-Nd-Co非晶粉末，其 成份為Y占2 wt. % 6wt % , Nd占2 wt. % 6wt. % ， Co占4 wt. % 7wt. % , 余量為Al ;②造孔劑釆用NaCl，且鋁基非晶粉末與造孔劑的體積比為1:2 1:5;③鋁基非晶粉末和造孔劑粉末的粒度都為-200目；④鋁基非晶粉末和造孔 劑粉末在混料器中以轉(zhuǎn)速50rpm 300rpm混合時(shí)間10min. 70min.混合； 混 合粉末模壓壓力為200MPa 1000MPa;⑥晶化燒結(jié)時(shí)溫度控制在300°C 450°C,退火晶化時(shí)間30min. 200min.;⑦水洗溶除造孔劑的時(shí)間為10min. 30min.。
本發(fā)明的有益效果是(1)使泡沬鋁合金的基體大幅度細(xì)化，基體晶?？?br> 細(xì)化到200nm 800nm，平均孔徑為0.1 mm lmm,孔隙率為67% 85%,致 密化應(yīng)變^60%，利用細(xì)晶強(qiáng)化作用，在不降低泡沫鋁合金軔性的同時(shí)，提高泡 沬鋁合金的強(qiáng)度；(2)設(shè)備條件簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。


圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
將粒度-200目的A190Y3Nd2Co5( A192wt % 、 Y2wt % 、 Nd2wt % 、 Co4wt % ) 非晶粉末與粒度-200目的NaCl顆粒以l: 2的體積比混合，在混料器中混合均勻 (混合時(shí)間40分鐘，轉(zhuǎn)速100rpm),混合粉末裝入壓模，在壓力機(jī)上壓實(shí) (壓力500MPa)，然后進(jìn)行等溫晶化燒結(jié)處理(420°C, 35min., Ar氣保護(hù))， 空冷后用水沖洗15min.除去NaCl,得到孔隙率67%、孑L徑O.l mm lmm、基體 晶粒大小為600nm 800nm、屈服強(qiáng)度30MPa、致密化壓應(yīng)變63%的細(xì)晶泡沫鋁 合金。 實(shí)施例二
將粒度-200目的A185Y4Nd4Co7( A185wt % 、 Y4wt % 、 Nd4wt % 、 Co7wt % ) 非晶粉末與粒度-200目的NaCl顆粒以l: 3的體積比混合，在混料器中混合均勻 (混合時(shí)間20分鐘，轉(zhuǎn)速180rpm),混合粉末裝入壓模，在壓力機(jī)上壓實(shí) (壓力700MPa),然后進(jìn)行等溫晶化燒結(jié)處理(355°C, 60min., Ar氣保護(hù))， 空冷后用水沖洗30min.除去NaCl,得到孔隙率75%、孔徑0.1 lmm、基體晶 粒大小為300nm 600nm、屈服強(qiáng)度23MPa、致密化壓應(yīng)變65%的細(xì)晶泡沬鋁合 金。
實(shí)施例三
將粒度-200目的A190Y3Nd2Co5( A190wt % 、 Y3wt % 、 Nd2wt % 、 Co5wt % ) 非晶粉末與粒度-200目的NaCl顆粒以l: 5的體積比混合，在混料器中混合均勻 (混合時(shí)間30分鐘，轉(zhuǎn)速140rpm),混合粉末裝入壓模，在壓力機(jī)上壓實(shí) (壓力900MPa)，然后進(jìn)行等溫晶化燒結(jié)處理(3卯。C， 40min.， Ar氣保護(hù))， 空冷后用水沖洗20min.除去NaCl,得到孔隙率85。/。、孔徑O.l mm lmm、基體 晶粒大小為500nm 700nm、屈服強(qiáng)度13MPa、致密化壓應(yīng)變66%的細(xì)晶泡沫鋁 合金。
權(quán)利要求
1、一種細(xì)晶泡沫鋁合金的制備方法，其特征是將鋁基非晶粉末與造孔劑混合均勻，再壓實(shí)致密化獲得生坯，在氬氣保護(hù)下在鋁基非晶粉末的晶化溫度進(jìn)行等溫退火晶化處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)金屬粉末的燒結(jié)，空冷卻至室溫，用水將造孔劑溶除，獲得基體組織細(xì)化的高強(qiáng)韌泡沫鋁合金。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的細(xì)晶泡沫鋁合金的制備方法，其特征是①鉬基 非晶粉末為Al-Y-Nd-Co非晶粉末，其成份為Y占2 wt.% 6wt.%, Nd占2 wt.% 6wt.%, Co占4 wt.% 7wt.%,余量為Al ;②造孔劑釆用NaCl,且 鋁基非晶粉末與造孔劑的體積比為1:2 1:5;③鋁基非晶粉末和造孔劑粉末的 粒度都為-200目；④鋁基非晶粉末和造孔劑粉末在混料器中以轉(zhuǎn)速50rpm 300rpm混合時(shí)間1 Omin. 70min.混合；⑤混合粉末模壓壓力為200MPa lOOOMPa。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的細(xì)晶泡沬鋁合金的制備方法，其特征是晶化燒 結(jié)時(shí)溫度控制在300°C 450°C,退火晶化時(shí)間30min. 200min.。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的細(xì)晶泡沫鋁合金的制備方法，其特征是水洗溶 除造孔劑的時(shí)間為10min. 30min.。
全文摘要
一種細(xì)晶泡沫鋁合金的制備方法，屬于多孔泡沫金屬材料領(lǐng)域。本方法是將鋁基非晶粉末與造孔劑混合均勻，再壓實(shí)致密化獲得生坯，在氬氣保護(hù)下在鋁基非晶粉末的晶化溫度進(jìn)行等溫退火晶化處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)金屬粉末的燒結(jié)，冷卻至室溫，用水將造孔劑溶除，獲得基體組織細(xì)化的高強(qiáng)韌泡沫鋁合金。本發(fā)明通過(guò)非晶晶化的方法使泡沫鋁合金的基體細(xì)化，利用細(xì)晶強(qiáng)化作用，在不降低泡沫鋁合金韌性的同時(shí)，提高泡沫鋁合金的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C22C1/08GK101182605SQ20071006644
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者蕓 周, 尹志其, 左孝青, 陸建生 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)