高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫金屬是一種由金屬基體和氣孔組成的新型材料。一般金屬都具有密實的多晶體結(jié)構(gòu)，其中的孔隙，如縮孔、疏松、氣孔等，是作為一種缺陷來對待的，當(dāng)缺陷多時，就會影響材料的性能，甚至成為廢品。而泡沫金屬恰恰是利用了材料的這種缺陷，當(dāng)金屬材料的這種缺陷數(shù)量達(dá)到一定程度(及孔隙率為40-98%，孔徑為0.5-6_或更大)后，可在犧牲其強(qiáng)度等力學(xué)性能的同時，獲得其它如熱、聲、能量吸收、輕質(zhì)等優(yōu)越性能而成為一種新型結(jié)構(gòu)功能材料。
[0003]泡沫金屬材料因其具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能與可回收性等，被認(rèn)為是一類很有發(fā)展前景的新材料，可用做環(huán)境保護(hù)的降噪材料，振動和沖擊能量吸收器，粉塵和流體過濾器，發(fā)電機(jī)排氣的消音器，室內(nèi)保溫、阻燃和隔音裝飾材料，多孔電極，高溫墊圈和耐磨墊，催化劑載體，屏蔽電磁波的材料等。
[0004]最近十幾年中，金屬泡沫特別是鋁泡沫，由于它們在擠壓、彎曲、和有用的熱學(xué)和聲學(xué)性能方面的高空隙率力學(xué)性能，受到越來越多的關(guān)注。泡沫鋁質(zhì)輕、隔音、阻燃，有很強(qiáng)的吸能和電磁屏蔽作用，因此受到國防工業(yè)部門的高度重視，由于泡沫鋁在韌性和熱導(dǎo)率方面的優(yōu)勢，泡沫鋁也常用作催化載體材料。目前已提出的泡沫鋁制備工藝較多，主要可分為液態(tài)金屬凝固法、固態(tài)金屬燒結(jié)法及沉積法三類，現(xiàn)已開發(fā)出的具有工業(yè)價值的生產(chǎn)工藝，如熔體發(fā)泡法、滲流鑄造法、粉末冶金發(fā)泡法、電化學(xué)沉積法、粉末冶金法等，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛，熔體發(fā)泡法獲得的泡沫鋁孔洞間相互獨立，一般稱為閉孔泡沫鋁；而后幾種方法獲得的泡沫鋁孔洞往往相互連通，因此稱為通孔泡沫鋁。
[0005]但目前市場上開發(fā)出的泡沫鋁產(chǎn)品類型較少，使用范圍受限，造價高，還不能普及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種制造方便，實用性能好的高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0008]一種高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管，包括一空心狀鋼管本體，所述鋼管本體的壁厚在0.1-0.5cm之間，在所述鋼管本體內(nèi)填充有泡沫鋁，所述泡沫鋁的截面為圓形的泡沫鋁板構(gòu)成，所述泡沫鋁板的厚度在l-3cm，擠壓在所述鋼管本體內(nèi)，將所述鋼管本體的內(nèi)部空間充實；此種結(jié)構(gòu)的鋼管質(zhì)輕，不易彎曲變形，承載力好，鋼管承受的壓力由泡沫鋁進(jìn)行吸收；
[0009]所述泡沫鋁是由以下重量份數(shù)的組分構(gòu)成:鋁粉100份、鎂粉5份、碳化硅5份、錫粉I份、硅鎢酸2份、改性發(fā)泡劑0.5份；
[0010]上述發(fā)泡劑是由以下重量份數(shù)的組分構(gòu)成:石墨烯5份、粉煤灰10份、石膏2份、硫鐵礦燒渣5份、消石灰粉2份、滑石粉0.5份、稀土混合物2份、氧化鋯0.5份、煅燒高嶺土 0.5 份；
[0011]上述改性發(fā)泡劑的制備方法為:將粉煤灰、石膏、硫鐵礦燒渣、消石灰粉、滑石粉、氧化鋯及煅燒高嶺土粉料以無水乙醇為分散介質(zhì)，其中粉料與乙醇的質(zhì)量比為1:30，在超聲清洗機(jī)上超聲分散I小時；把經(jīng)超聲分散的混合料放入尼龍球磨罐中，加入石墨烯和稀土混合物以瑪瑙球為磨球，球料質(zhì)量比為7:1，在轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的條件下，在球磨機(jī)中連續(xù)球磨2小時，將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將混合粉研磨，直至無較大團(tuán)聚為止，至此，改性發(fā)泡劑制備完畢；
[0012]利用上述發(fā)泡劑制備泡沫鋁的方法如下:
[0013]I)熔化過程:將鋁粉、鎂粉、碳化硅、錫粉及硅鎢酸加熱到800-120(TC后恒溫，直至原料全部熔化；
[0014]2)增粘過程和發(fā)泡過程:向鋁熔體中加入改性發(fā)泡劑，并以1500-2000rpm的攪拌速度攪拌5-10min，使熔體粘度增加，同時使改性發(fā)泡劑在鋁熔體中分布均勻；
[0015]3)保溫過程:發(fā)泡劑混合均勻后，680-760°C恒溫，保溫5_10min ；
[0016]4)冷卻過程:泡沫鋁形成后，使其在空氣自然冷卻或強(qiáng)制水冷。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎，通過改變傳統(tǒng)鋼管結(jié)構(gòu)，使得鋼管承載力強(qiáng)，不易變形，且發(fā)泡劑價格低廉，經(jīng)濟(jì)有效，減少了傳統(tǒng)的制備步驟，降低了生產(chǎn)成本；發(fā)泡劑具有的增稠和發(fā)泡的雙重作用增大了泡沫鋁的孔隙率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)截面圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，一種高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管，包括一空心狀鋼管本體1，鋼管本體I的壁厚在0.1-0.5cm之間，在鋼管本體I內(nèi)填充有泡沫鋁2，泡沫鋁2的截面為圓形的泡沫鋁板構(gòu)成，泡沫鋁板的厚度在l-3cm，擠壓在鋼管本體I內(nèi)，將鋼管本體I的內(nèi)部空間充實；此種結(jié)構(gòu)的鋼管質(zhì)輕，不易彎曲變形，承載力好，鋼管承受的壓力由泡沫鋁進(jìn)行吸收；
[0021]泡沫鋁是由以下重量份數(shù)的組分構(gòu)成:鋁粉100份、鎂粉5份、碳化硅5份、錫粉I份、硅鎢酸2份、改性發(fā)泡劑0.5份；
[0022]上述發(fā)泡劑是由以下重量份數(shù)的組分構(gòu)成:石墨烯5份、粉煤灰10份、石膏2份、硫鐵礦燒渣5份、消石灰粉2份、滑石粉0.5份、稀土混合物2份、氧化鋯0.5份、煅燒高嶺土 0.5 份；
[0023]上述改性發(fā)泡劑的制備方法為:將粉煤灰、石膏、硫鐵礦燒渣、消石灰粉、滑石粉、氧化鋯及煅燒高嶺土粉料以無水乙醇為分散介質(zhì)，其中粉料與乙醇的質(zhì)量比為1:30，在超聲清洗機(jī)上超聲分散I小時；把經(jīng)超聲分散的混合料放入尼龍球磨罐中，加入石墨烯和稀土混合物以瑪瑙球為磨球，球料質(zhì)量比為7:1，在轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的條件下，在球磨機(jī)中連續(xù)球磨2小時，將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將混合粉研磨，直至無較大團(tuán)聚為止，至此，改性發(fā)泡劑制備完畢；
[0024]利用上述發(fā)泡劑制備泡沫鋁的方法如下:
[0025]I)熔化過程:將鋁粉、鎂粉、碳化硅、錫粉及硅鎢酸加熱到800-120(TC后恒溫，直至原料全部熔化；
[0026]2)增粘過程和發(fā)泡過程:向鋁熔體中加入改性發(fā)泡劑，并以1500-2000rpm的攪拌速度攪拌5-10min，使熔體粘度增加，同時使改性發(fā)泡劑在鋁熔體中分布均勻；
[0027]3)保溫過程:發(fā)泡劑混合均勻后，680-760°C恒溫，保溫5_10min ；
[0028]4)冷卻過程:泡沫鋁形成后，使其在空氣自然冷卻或強(qiáng)制水冷。
[0029]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管，其特征在于:包括一空心狀鋼管本體，所述鋼管本體的壁厚在0.1-0.5cm之間，在所述鋼管本體內(nèi)填充有泡沫鋁，所述泡沫鋁的截面為圓形的泡沫鋁板構(gòu)成，所述泡沫鋁板的厚度在l-3cm，擠壓在所述鋼管本體內(nèi)，將所述鋼管本體的內(nèi)部空間充實。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管，其特征在于:所述泡沫鋁是由以下重量份數(shù)的組分構(gòu)成:鋁粉100份、鎂粉5份、碳化硅5份、錫粉I份、硅鎢酸2份、改性發(fā)泡劑0.5份； 上述改性發(fā)泡劑是由以下重量份數(shù)的組分構(gòu)成:石墨烯5份、粉煤灰10份、石膏2份、硫鐵礦燒渣5份、消石灰粉2份、滑石粉0.5份、稀土混合物2份、氧化鋯0.5份、煅燒高嶺土 0.5 份； 上述改性發(fā)泡劑的制備方法為:將粉煤灰、石膏、硫鐵礦燒渣、消石灰粉、滑石粉、氧化鋯及煅燒高嶺土粉料以無水乙醇為分散介質(zhì)，其中粉料與乙醇的質(zhì)量比為1:30，在超聲清洗機(jī)上超聲分散I小時；把經(jīng)超聲分散的混合料放入尼龍球磨罐中，加入石墨烯和稀土混合物以瑪瑙球為磨球，球料質(zhì)量比為7:1，在轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的條件下，在球磨機(jī)中連續(xù)球磨2小時，將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將混合粉研磨，直至無較大團(tuán)聚為止，至此，改性發(fā)泡劑制備完畢。
【專利摘要】一種高強(qiáng)度輕質(zhì)泡沫鋁鋼管，涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，包括一空心狀鋼管本體，所述鋼管本體的壁厚在0.1-0.5cm之間，在所述鋼管本體內(nèi)填充有泡沫鋁，所述泡沫鋁的截面為圓形的泡沫鋁板構(gòu)成，所述泡沫鋁板的厚度在1-3cm，擠壓在所述鋼管本體內(nèi)，將所述鋼管本體的內(nèi)部空間充實；此種結(jié)構(gòu)的鋼管質(zhì)輕，不易彎曲變形，承載力好，鋼管承受的壓力由泡沫鋁進(jìn)行吸收；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎，通過改變傳統(tǒng)鋼管結(jié)構(gòu)，使得鋼管承載力強(qiáng)，不易變形，且發(fā)泡劑價格低廉，經(jīng)濟(jì)有效，減少了傳統(tǒng)的制備步驟，降低了生產(chǎn)成本；發(fā)泡劑具有的增稠和發(fā)泡的雙重作用增大了泡沫鋁的孔隙率。
【IPC分類】F16L9-02, C22C1-08
【公開號】CN104633291
【申請?zhí)枴緾N201410805744
【發(fā)明人】尚誠德
【申請人】界首市一鳴新材料科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月22日