專利名稱：用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泡沫鋁合金制品的制備方法，尤其涉及一種用于制備均勻孔 結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法。
背景技術(shù)：
閉孔泡沫鋁合金由于特殊的孔隙結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)材料輕質(zhì)、多功能化，已 成為當(dāng)前的熱點材料之一。由于汽車等民用及高技術(shù)領(lǐng)域的需求，泡沫鋁異型件、 三明治結(jié)構(gòu)正成為泡沫金屬制備領(lǐng)域中的前沿。傳統(tǒng)的熔體發(fā)泡法直接制備異型 件、三明治結(jié)構(gòu)、泡沫鋁合金填充件、預(yù)埋件等方面存在著難以逾越的困難，而 粉末冶金法制備泡沫鋁異型件、三明治結(jié)構(gòu)等方面則存在成本高、工藝不穩(wěn)定等 缺陷。而申請人等新發(fā)展的二次泡沫化制備泡沫鋁合金異型件的方法，克服了上 述方法的缺點，然而在制備較大尺寸泡沫鋁合金異型件時，其孔隙率仍然難以均 勻，它的主要問題在于其先增粘后加氫化鈦的制備方法在制備較大尺寸的泡沫 鋁合金異型件時，氫化鈦在其中的不均勻分布導(dǎo)致在二次發(fā)泡時，局部氫化鈦過 多易導(dǎo)致局部放氣量過多而形成集中縮孔。此外，由于在二次泡沫化過程中具有 較大尺寸的泡沫鋁合金預(yù)制件受熱不易均勻，也容易導(dǎo)致二次泡沫化獲得的泡沬 鋁合金制品孔結(jié)構(gòu)不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種方法簡單、在制備較大尺寸的泡沫鋁合金異型件時可獲得均 勻孔結(jié)構(gòu)的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，該方法簡單、成本低， 方法可靠，特別適用于制備較大尺寸的孔結(jié)構(gòu)均勻的泡沫鋁合金異型件的場合。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，包括以下幾步第一步將鋁合金加熱至熔化，并調(diào)節(jié)溫度至630°C_68(TC，加入相當(dāng)于 鋁合金重量的0.5%_5%的氫化鈦，以500~800rpm的速度攪拌60~500秒使氫化 鈦分散，再加入相當(dāng)于鋁合金重量的0.5% — 5%的鈣至鋁合金熔液中，以 300-500rpm的速度攪拌l-12分鐘，以增加熔體的黏度，將攪拌后的熔體冷卻，獲得孔隙率低于70%的一次泡沫鋁化合金預(yù)制件；
第二步將上述孔隙率低于70%的一次泡沫化鋁合金預(yù)制件放入模具，再加
熱升溫到685'C 1200'C的溫度，并在該溫度下保溫2 40分鐘，使得一次泡沫化 鋁合金預(yù)制件在模具中二次泡沫化，將發(fā)泡后的泡沫鋁合金冷卻，獲得泡沫鋁合 金制品。
本技術(shù)方案中，上述第二步中，保溫溫度為750-950°C，溫度更適中。在第 二步中升溫二次泡沫化前，先將一次泡沫化鋁合金預(yù)制件和模具預(yù)熱至30(TC -550°C，并在此溫度下保溫0.5-30分鐘，在第二步中的模具具有復(fù)雜形狀內(nèi)腔， 從而獲得外廓具有均勻孔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形狀的泡沫鋁合金異型件?？稍诘谝徊嚼鋮s 前將具有特定外部形狀的預(yù)埋件放入泡沫鋁合金熔體，從而獲得帶有預(yù)制件的泡 沫鋁合金異型件。所述鋁合金為鋁硅合金或者鋁銅合金或者鋁鎂合金中的一種。 所述鋁銅合金為牌號為ZL201的鋁合金。所述鋁鎂合金為牌號為ZL301的鋁合 金。氫化鈦的加入量為鋁合金重量的0.5%_3%。
發(fā)明原理
本發(fā)明所用的實質(zhì)是二次泡沫化方法，它的優(yōu)點在于本發(fā)明利用因氫化鈦
在一次泡沫化過程中分解不完全而殘余的氫化鈦分解產(chǎn)生的氫氣，使得受熱熔化
后的鋁合金熔體二次泡沫化，獲得泡沫鋁合金；本發(fā)明利用氫化鈦熱分解量與溫 度緊密相關(guān)的特點，通過控制一次熱分解溫度為630—68(TC從而控制了氫化鈦 熱分解量。本發(fā)明無需對氫化鈦作任何處理，因而簡化了工藝過程，降低了成 本。本發(fā)明中本發(fā)明無需對于之間進(jìn)行壓制，因而方法簡單，成本低。相對而言， 粉末冶金法等其它方法需要通過壓力壓制致密化因而成本較高。本發(fā)明中由于一 次泡沫化鋁合金預(yù)制件已經(jīng)具有一定的孔隙率，使得泡沫鋁合金的排液速度受到 抑制，因而獲得的二次泡沫化鋁合金的孔結(jié)構(gòu)比較均勻。本發(fā)明通過控制一次泡 沫化溫度控制氫化鈦熱分解量，對二次泡沫化時間控制要求相對比較寬，因而， 可以采用足夠長的攪拌時間，使得氫化鈦在泡沫鋁合金中分散均勻，從而使得二 次泡沫化制備的泡沫鋁合金制品孔結(jié)構(gòu)均勻。本發(fā)明在鈣增粘的熔體發(fā)泡法基礎(chǔ) 上發(fā)展而來的，鈣增粘的機理與碳化硅陶瓷顆粒增粘的機理有所不同，鈣加入鋁 合金熔體后產(chǎn)生的增粘作用的主要是金屬間化合物；鈣增粘的鋁合金熔體通過攪 拌過程中反應(yīng)獲得分布均勻的金屬間化合物，因而具有粘度均勻的特點，這些金 屬間化合物在熱壓以及再加熱的過程中分布依然是均勻的，因而容易獲得孔結(jié)構(gòu)均勻的二次泡沫化鋁合金；而碳化硅陶瓷增粘的泡沫鋁合金，分布不易均勻，因 而制備的泡沫鋁合金不易均勻，此外由于碳化硅陶瓷顆粒自身不穩(wěn)定性也會導(dǎo)致 產(chǎn)品質(zhì)量問題。由于常規(guī)一次泡沫化條件下剩余的氫化鈦在再加熱過程中能夠產(chǎn) 生足夠的氫氣，因而本發(fā)明可制備較高孔隙率(孔隙率范圍50~90%)的二次泡沫 化泡沫鋁合金異型件、三明治結(jié)構(gòu)、泡沫鋁合金填充球、帶有預(yù)埋件的泡沫鋁合 金制品等。泡沫鋁合金異型件、三明治結(jié)構(gòu)、泡沫鋁合金填充球、帶有預(yù)埋件的 泡沫鋁合金制品具有高的強度和剛度以及高能量吸收的特點，具有重要的應(yīng)用前 景。本發(fā)明對鋁板以及預(yù)制件進(jìn)行表面處理，去除鋁表面的氧，從而使得板芯結(jié) 合牢固，從而提高了結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。對較低孔隙率的一次泡沫化鋁合金預(yù)制件 加熱，可使得二次泡沬化鋁合金預(yù)制件熔化，同時其中殘余的氫化鈦分解產(chǎn)生氫 氣使其泡沫化，獲得二次泡沫化泡沫鋁合金，提高加熱溫度，可使得預(yù)制件加熱 速度提高，從而減少氫氣的損失量，還可以進(jìn)一步提高氫化鈦的分解量，進(jìn)而提 高泡沫鋁合金孔隙率。本發(fā)明可以制造帶有表皮的具有復(fù)雜外表形狀的泡沫鋁合 金異型件，可以制備以泡沫鋁合金為夾芯的三明治結(jié)構(gòu)，可以制備泡沫鋁合金填 充球(所謂泡沫鋁合金填充球是指，泡沫鋁合金制品的外形輪廓為球形，并帶有 一層表皮，其作用為，需填充具有復(fù)雜形狀的空間時，用這些相對尺寸較小的泡 沫鋁合金填充球填充進(jìn)這些空間，同樣可以起到減振吸能的效果)，還可制備帶 有預(yù)埋件的各式泡沫鋁合金制品，而且方法簡單，成本低。
采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明獲得如下技術(shù)效果 1.本發(fā)明直接在熔化后的鋁合金溶液中加入氫化鈦粉末，氫化鈦粉末容易在熔 體中分散均勻。相對于現(xiàn)有的二次泡沫化技術(shù)制備泡沫鋁合金制品(或異型件) 而言，現(xiàn)有技術(shù)先將其增黏到能夠制備泡沫鋁合金的黏度，再加入氫化鈦， 進(jìn)行攪拌，由于黏度較大，氫化鈦不易分散均勻；此外，在現(xiàn)有二次泡沫化 技術(shù)中，增黏后的熔體加入氫化鈦以后，形成了大量較穩(wěn)定的氣泡，因而進(jìn) 一步阻止了氫化鈦在熔體中的均勻分散，即使采用了較高的轉(zhuǎn)速也不能緩解 這樣的問題，尤其是在制備較大尺寸的泡沫鋁合金預(yù)制件和異型件時。而本 發(fā)明在加入增黏劑鈣之前，先加入氫化鈦，它的優(yōu)點在于這時鋁合金熔體 的黏度較低，有利于氫化鈦在較短的時間內(nèi)就可以在鋁合金熔體中的均勻分 散。由于鋁合金熔體處于630'C—68(TC之間，因而它雖然具有較低的黏度， 但仍然具有適當(dāng)?shù)酿ざ纫种茪浠伒南鲁吝^程；同時，由于其黏度尚未達(dá)到
形成較穩(wěn)定的泡沫的程度，因而其一次分解產(chǎn)生的氣體很快的逃逸，對于熔 體的黏度影響不大，因而避免了由于形成較穩(wěn)定的氣泡群而阻止氫化鈦的進(jìn) 一步分散均勻。氫化鈦的均勻分散為二次泡沫化制備較大尺寸的泡沫鋁合金 異型件奠定了重要基礎(chǔ)。在對較大尺寸的一次泡沫化鋁合金預(yù)制件加熱的過 程中，氫化鈦的均勻分散將使得制備的較大尺寸的泡沫鋁合金異型件孔隙率 更加均勻。
2. 本發(fā)明由于在加入鈣增黏劑加入之前加入發(fā)泡劑氫化鈦，使其分散更容易均
勻。該技術(shù)措施還具有以下優(yōu)點使用較低速度的攪拌即可達(dá)到目的，避免 了采用現(xiàn)有技術(shù)中的高速攪拌的技術(shù)措施，現(xiàn)有技術(shù)中的高速攪拌使得鋁合 金熔體更加粘稠，更不利于氫化鈦的分散均勻，同時高速攪拌使得工藝更加 復(fù)雜，不利于降低成本；制備預(yù)制件攪拌時間縮短，減低了能耗和工藝成本； 由于攪拌時間的減少，單位質(zhì)量氫化鈦的分解量減少，在二次泡沫化過程中 能夠產(chǎn)生更多的放氣量，因此該措施可以減少氫化鈦的用量，甚至不超過3%。
3. 本發(fā)明將泡沫鋁合金預(yù)制件在二次泡沫化之前在300℃-550℃下先預(yù)熱一段
時間，在這段時間內(nèi)，在該溫度下，根據(jù)氫化鈦熱分解動力學(xué)以及鋁合金的 相圖，氫化鈦不會發(fā)生分解。當(dāng)預(yù)制件尺寸較大時(制備較大尺寸的泡沫鋁合 金預(yù)制件時，受熱不均勻容易導(dǎo)致外部的預(yù)制件先泡沫化，而內(nèi)部的泡沫鋁 合金還沒有泡沫化，這樣不僅會導(dǎo)致先泡沫化的泡沫首先坍塌，而且會導(dǎo)致 泡沫鋁合金會非常不均勻)，該預(yù)熱過程使得泡沫鋁合金預(yù)制件在升高到較高 的二次泡沫化溫度的受熱時間更短，從而更加有利于制備均勻孔結(jié)構(gòu)的泡沫
鋁合金異型件。而較高的預(yù)熱溫度，譬如400-550℃:可使得二次泡沫化升溫 時間變短，從而更加有利于獲得均勻孔結(jié)構(gòu)。由此可見，該方法可進(jìn)一步有 利于在制備大尺寸泡沫鋁合金異型件獲得均勻孔結(jié)構(gòu)。
4. 二次發(fā)泡溫度為750-1000℃，該溫度適中，既有利于放出足夠的氫氣量，溫 度也不至于過高而導(dǎo)致熔體產(chǎn)生收縮。
5. 釆用ZL201合金它具有較高的強度，其固相線溫度和液相線溫度適中，更適 合本技術(shù)方案的工藝條件。
6. 采用ZL301合金它具有較高的強度，其固相線溫度和液相線溫度適中，還使 得該鋁合金具有一定的耐腐蝕性，適合本技術(shù)方案的工藝條件。


圖1為本發(fā)明二次泡沫化制備的較大尺寸的泡沫鋁合金局部孔結(jié)構(gòu)圖(孔隙 率82%)
圖2為原二次泡沫化制備的較大尺寸的泡沫鋁合金異型件的局部缺陷圖
具體實施例方式
實施例l
一種用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，包括以下幾步
第一步將鋁合金加熱至熔化，其中，鋁合金如ZL101， ZL102， ZL111系列合 金，也可以是鑄造鋁銅系合金，牌號如ZL201， ZL202, ZL205系列合金，也可 以是主要含銅或者主要含硅的變形鋁合金，還可以是含鎂的鋁合金，如ZL301、 ZL302等，并調(diào)節(jié)溫度至630°C—680°C，溫度可以為635。C， 642°C， 650°C， 660 °C， 665°C， 670°C， 675°C，加入相當(dāng)于鋁合金重量的0.5%—5%的氫化鈦，氫化 鈦的加入量可以選取為0.8%， 1.2%， 1.5%， 2.0%， 2.8%， 3.5%， 4.2%， 4.7%， 以500~800rpm的速度攪拌60~500秒使氫化鈦分散，例如可以選取為500rpm， 600rpm， 700rpm， 750rpm，攪拌時間可以選取為70s， 90s， 150s， 250s， 400s， 550s，再加入相當(dāng)于鋁合金重量的0.5。/。一5y。的鈣至鋁合金熔液中，以300-500rpm 的速度攪拌1陽12分鐘，0.8%， 1.2%， 1.5%， 2.0%， 2.8%， 3.5%， 4.2%， 4.7%， 攪拌速度可以選取為350rpm， 400rpm， 450rpm，攪拌時間可以選取為1分鐘， 2分鐘，2.5分鐘，3分鐘，8分鐘，IO分鐘，ll分鐘，使Ca在熔體中分布均勻 并增加熔體的黏度，將攪拌后的熔體冷卻，獲得孔隙率低于70%的一次泡沫鋁化 合金預(yù)制件，例如孔隙率為60%， 55%， 54%, 52%， 45%， 39%， 35%， 28%, 22%， 18%， 15%;
第二步將上述孔隙率低于70%的一次泡沫化鋁合金預(yù)制件放入模具，再加 熱升溫到685。C 120(TC的溫度，并在該溫度下保溫2 40分鐘，保溫溫度可以選 取為690。C， 695°C， 720°C， 730°C， 750°C， 800°C， 850°C， 880°C， 950°C， 1000 °C， 1150°C，保溫時間可以選取為5分鐘，8分鐘，12分鐘，20分鐘，27分鐘， 33分鐘，38分鐘，使得一次泡沫化鋁合金預(yù)制件在模具中二次泡沫化，將發(fā)泡 后的泡沫鋁合金冷卻，可以獲得泡沫鋁合金制品。其中冷卻方式可釆用各向同時 冷卻的方式。200710133993.X
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實施例2
一種用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，包括以下幾步 第一步將鋁合金加熱至熔化，其中，鋁合金如ZL101， ZL102， ZL111系列合 金，也可以是鑄造鋁銅系合金，牌號如ZL201， ZL202, ZL205系列合金，也可 以是主要含銅或者主要含硅的變形鋁合金，還可以是含鎂的鋁合金，如ZL301、 ZL302等，并調(diào)節(jié)溫度至630。C—680°C，溫度可以為635。C， 642°C， 650°C， 660 °C， 665°C， 670°C， 675°C,加入相當(dāng)于鋁合金重量的0.5%—5%的氫化鈦，氫化 鈦的加入量可以選取為0.8%， 1.2°/o， 1.5%, 2.0%， 2.8%， 3.5%， 4.2%， 4.7%， 以500~800rpm的速度攪拌60~500秒使氫化鈦分散，例如可以選取為500rpm， 600rpm， 700rpm， 750rpm，攪拌時間可以選取為70s， 90s， 150s， 250s， 400s， 5503，再加入相當(dāng)于鋁合金重量的0.5%_5°/。的鈣至鋁合金熔液中，以300-500rpm 的速度攪拌1-12分鐘，0.8%， 1.2%， 1.5%, 2.0%， 2.8%， 3.5%， 4.2%, 4.7%， 攪拌速度可以選取為350rpm， 400rpm， 450rpm，攪拌時間可以選取為1分鐘， 2分鐘，2.5分鐘，3分鐘，8分鐘，IO分鐘，ll分鐘，使Ca在熔體中分布均勻 并增加熔體的黏度，將攪拌后的熔體冷卻，獲得孔隙率低于70%的一次泡沫鋁化 合金預(yù)制件，例如孔隙率為60%， 55%， 54%， 52%， 45%， 39%， 35%, 28%， 22%， 18%， 15%;
第二步將上述孔隙率低于70%的一次泡沫化鋁合金預(yù)制件放入模具，再加 熱升溫到685'C 1200'C的溫度，并在該溫度下保溫2 40分鐘，保溫溫度可以選 取為690。C， 695°C， 720°C， 730°C， 750°C， 800°C， 850°C， 880°C， 950°C， 1000 °C， 1150°C，保溫時間可以選取為5分鐘，8分鐘，12分鐘，20分鐘，27分鐘， 33分鐘，38分鐘，使得一次泡沫化鋁合金預(yù)制件在模具中二次泡沫化，將發(fā)泡 后的泡沫鋁合金冷卻，可以獲得泡沫鋁合金制品。其中冷卻方式可采用各向同時 冷卻的方式。
本實施例中，在第二步中升溫二次泡沫化前，先將一次泡沫化鋁合金預(yù)制件 和模具預(yù)熱至300°C-550°C，并在此溫度下保溫0.5-30分鐘，例如溫度為，350 °C， 400°C， 450°C， 500°C，時間分別可以為28分鐘，20分鐘，16分鐘，15 分鐘，IO分鐘，8分鐘，5分鐘，2分鐘，在第二步中的模具具有復(fù)雜形狀內(nèi)腔，從而獲得外廓具有均勻孔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形狀的泡沫鋁合金異型件。可在第一步冷卻 前將具有特定外部形狀的預(yù)埋件放入泡沫鋁合金熔體，從而獲得帶有預(yù)制件的泡沫鋁合金異型件。所述鋁合金為鋁硅合金或者鋁銅合金或者鋁鎂合金中的一種。 所述鋁銅合金為牌號為ZL201的鋁合金。所述鋁鎂合金為牌號為ZL301的鋁合 金。
本實施例中，模具是帶有空腔的模具，其形狀根據(jù)實際需要來設(shè)定，可以是 球形、圓柱形、方柱形，或者不規(guī)則的拋物面等，同時可根據(jù)需要制備以泡沫鋁 合金為夾芯三明治結(jié)構(gòu)、帶有預(yù)埋件的其他泡沫鋁合金制品，該泡沫鋁合金制品 可以有各種形狀和尺寸，用做能量吸收和承載、阻尼、減振等多方面的填充件、 結(jié)構(gòu)件和功能件。泡沫鋁合金填充件的外形輪廓得改變主要通過對模具內(nèi)腔形狀 的改變來實現(xiàn)，而對二次泡沫化制備的泡沫鋁合金孔隙率的控制主要通過對預(yù)制 件質(zhì)量大小來控制，即通過對一次泡沫鋁合金預(yù)制件質(zhì)量大小的控制實現(xiàn)對泡沫 鋁合金異型件平均孔隙率的控制，預(yù)制件質(zhì)量與二次泡沫化制備的泡沫鋁合金孔 隙率的關(guān)系為/^^l-歷/(P ^，其中，尸M為二次泡沫化制備的泡沫鋁合金平 均孔隙率，m為一次泡沫化鋁合金預(yù)制件的質(zhì)量，P為鋁合金的密度，K為模具 內(nèi)腔的體積。例如，鋁的密度可以取為2780千克每立方米， 一次泡沫鋁合金預(yù) 制件可以選取為68克，模具內(nèi)腔的體積為163000立方毫米，而此泡沫化制備的 泡沫鋁合金填滿整個模具內(nèi)腔，其平均孔隙率為85%。
本實施例中，為獲得帶有表皮的泡沫鋁合金異型件，異型中空模具的的模腔 中空形狀可以是任意形狀，包括規(guī)則形狀和不規(guī)則形狀，可以是球形、圓柱形、 方柱形，或者不規(guī)則的拋物面，實施時，可將預(yù)制件預(yù)先擺放在需要填充泡沫鋁 合金的模具或零件的中空部分；
本實施例中，在第一步后，將預(yù)埋件植入上述孔隙率低于70%的一次泡沫化 鋁合金預(yù)制件中，并將預(yù)制件放置于模具中，在700。C 120(TC的溫度下保溫3~40 分鐘，使得一次泡沫化鋁合金預(yù)制件在模具中二次泡沫化，將發(fā)泡后的泡沫鋁合 金冷卻，獲得帶有預(yù)埋件的泡沫鋁合金制品。該預(yù)埋件可以為內(nèi)螺紋，螺絲孔等， 材料通常是鋼、銅質(zhì)，也可以是具有一定形狀的模具。
本實施例中，在第二步中將上述孔隙率低于70%的一次泡沫化鋁合金放置于 具有球形空腔的模具中，在70(TC 120(TC的溫度下保溫3 4()分鐘，使得一次泡 沫化鋁合金預(yù)制件在模具中二次泡沫化，將發(fā)泡后的泡沫鋁合金冷卻，獲得外廓 為球形的泡沫鋁合金制品。該泡沫鋁合金球帶有表皮，對于一些不規(guī)則需要填充 泡沫鋁合金的場合，可以用具有較小尺寸(如lcm—5cm)等尺寸的泡沫鋁合金球來填充，方法更簡單。
本實施例中，在第二步中，將上述孔隙率低于70%的一次泡沫化鋁合金預(yù)制 件做表面除氧處理，表面處理與鋁合金表面除氧處理的方法類似，可采用酸洗和 堿洗相結(jié)合，再采用鉻酸洗滌，然后將表面除氧處理過的鋁板或者鋁合金板放置 于預(yù)制件的表面，再將其放入模具中，必要時，加氬氣、氮氣或者二氧化碳等惰 性氣體保護(hù)模具內(nèi)的預(yù)制件，以避免其進(jìn)一步氧化，使預(yù)制件及表皮處于700°C 120(TC的溫度下保溫3-40分鐘，從而獲得帶有更厚表皮的泡沫鋁合金制品，如 板芯牢固結(jié)合的以鋁或鋁合金為面板，泡沫鋁合金為夾芯的三明治結(jié)構(gòu)、帶有厚 表皮的具有復(fù)雜外形的填充件，表皮所用的泡沫鋁合金可以為通常用的變形鋁合 金，如硬鋁合金、超硬鋁合金、防銹鋁合金等，牌號分別可以為LY12， F5等。
權(quán)利要求
1.一種用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，其特征在于包括以下幾步第一步將鋁合金加熱至熔化，并調(diào)節(jié)溫度至630℃-680℃，加入相當(dāng)于鋁合金重量的0.5％-5％的氫化鈦，以500～800rpm的速度攪拌60～500秒使氫化鈦分散，再加入相當(dāng)于鋁合金重量的0.5％-5％的鈣至鋁合金熔液中，以300-500rpm的速度攪拌1-12分鐘，以增加熔體的黏度，將攪拌后的熔體冷卻，獲得孔隙率低于70％的一次泡沫鋁化合金預(yù)制件；第二步將上述孔隙率低于70％的一次泡沫化鋁合金預(yù)制件放入模具，再加熱升溫到685℃～1200℃的溫度，并在該溫度下保溫2～40分鐘，使得一次泡沫化鋁合金預(yù)制件在模具中二次泡沫化，將發(fā)泡后的泡沫鋁合金冷卻，獲得泡沫鋁合金制品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，其特 征在于上述第二步中，保溫溫度為750-950°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，其特 征在于在第二步中升溫二次泡沫化前，先將一次泡沫化鋁合金預(yù)制件和模具 預(yù)熱至300'C-55(TC ，并在此溫度下保溫0.5-30分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，其特 征在于預(yù)熱溫度為400-550°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方 法，其特征在于在第二步中的模具具有復(fù)雜形狀內(nèi)腔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方 法，其特征在于在第一步冷卻前將具有特定外部形狀的預(yù)埋件放入泡沫鋁合 金熔體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方 法，其特征在于所述鋁合金為鋁硅合金或者鋁銅合金或者鋁鎂合金中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，其特 征在于所述鋁銅合金為牌號為ZL201的鋁合金。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，其特 征在于所述鋁鎂合金為牌號為ZL301的鋁合金。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法， 其特征在于氫化鈦的加入量為鋁合金重量的0.5%—3%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于制備均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁合金異型件的方法，包括以下幾步第一步將鋁合金加熱至熔化，加入氫化鈦，攪拌使氫化鈦分散，再加入鈣至鋁合金熔液中，以攪拌，以增加熔體的黏度，將攪拌后的熔體冷卻，獲得預(yù)制件；第二步將上述預(yù)制件放入模具，再加熱升溫，并在該溫度下保溫，使得一次泡沫化鋁合金預(yù)制件在模具中二次泡沫化，將發(fā)泡后的泡沫鋁合金冷卻，獲得泡沫鋁合金制品。在第二步中升溫二次泡沫化前，先將一次泡沫化鋁合金預(yù)制件和模具預(yù)熱保溫。本發(fā)明在加入增黏劑鈣之前，先加入氫化鈦，鋁合金熔體的黏度較低，有利于氫化鈦在較短的時間內(nèi)在鋁合金熔體中的均勻分散，有利于制備均勻孔結(jié)構(gòu)大尺寸泡沫鋁合金異型件。
文檔編號B22D27/04GK101172303SQ20071013399
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者尚金堂 申請人:東南大學(xué)