制备开孔泡沫铝的成套设备制造技术

本实用新型专利技术涉及制备开孔泡沫铝的成套设备，其特征在于该成套设备包括混粉机、模具回形传送装置、压力装置、顶出装置、机械手装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉、冷却水池和操作平台；所述操作平台包括上、中、下三层台面，三层台面呈阶梯状依次分布，以压力装置的左右边界为界将操作平台从左至右依次分成左区、中区和右区，上层台面设有混粉机，且位于左区内；所述压力装置位于下层台面的中区内，顶出装置位于下层台面的右区内；所述模具回形传送装置由模具装料区、压制成形区和顶出制件区构成，模具装料区位于混粉机的下方，压制成形区位于中区，且对应在压力装置的压制板下方，顶出制件区正对顶出装置，且位于右区。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开孔合金制造
，具体涉及制备开孔泡沫铝的成套设备。
技术介绍
开孔泡沫金属是近年来发展迅速的一种新型轻质材料，特殊的孔结构使得其具有轻质、比表面积大、比刚度和比强度大、吸声和阻燃性能好等特性。目前，在交通运输、建筑装饰、生物医学等领域得到了广泛的应用。由于开孔泡沫金属具有如此多的优异性能及广泛用途，近年来成为材料领域关注的一大热点。目前针对开孔泡沫铝的制备方法主要有粉末冶金法、熔模铸造法和渗流铸造法。申请号为201510368978.8的专利技术专利公开了一种用于减振吸能的碳纳米管增强泡沫铝复合材料的制备方法，该方法是以尿素(CO(NH2)2)为造孔剂的粉末冶金法制备开孔泡沫铝，其不足之处在于该方法工艺流程复杂，生产成本高，尿素分解产生的氨气有毒，影响人体健康，造成环境污染且该方法不能适用于大量机械化、连续化生产。申请号为201310507918.0的专利技术专利公开了一种泡沫铝合金的渗流铸造工艺，该工艺采用食盐作为造孔剂，利用渗流铸造法制备开孔泡沫铝，渗流铸造法的因素较多，工艺过程不容易协调控制，就其中的造孔剂预热温度、金属液浇注温度和渗铸压力三个因素来说，并非温度越高压力越大越好，需要三者良好的配合才能制备出结构均匀的泡沫金属，加大了生产制备难度；同时该方法没有专门连续化生产的成套设备，导致操作分散，生产过程不连续，生产效率低，不适合进行工业化生产。申请号为201410457751.6的专利技术专利公开了一种可降解开孔多孔镁及镁合金生物材料及其制备方法，该方法利用烧结氯化钠得到预制体从而制备开孔泡沫镁及镁合金生物材料的方法，该制备方法除了申请号为201310507918.0专利中提到的渗流铸造工艺的不足外，采用碱洗的方法来滤出氯化钠，会导致孔壁严重腐蚀，破坏了镁多孔结构的完整性，加入醇作为缓冲液只能减缓对镁基体的腐蚀。以上方法虽然能够制备出开孔泡沫金属，但该方法仅停留在实验室阶段，不能实现产业化生产。专利号为ZL201310038972.5的中国专利公开了一种生产泡沫铝的成套设备，该设备是利用熔体发泡法生产闭孔泡沫金属的成套设备，得不到孔隙均匀的开孔泡沫金属。我国开孔泡沫铝的产业化生产正处于起步阶段，机械化、连续化开孔泡沫铝生产设备的缺乏使得目前的生产基本处于人工操作或半人工操作状态，导致了大尺寸开孔泡沫铝孔结构、比表面积、比强度和比刚度的控制难度较大，不能保证产品性能的一致性，限制了产品
的推广和应用。而且，利用粉末冶金法生产开孔泡沫铝的各种设备之间也没有连续性，工艺操作分散，生产过程不连续，生产效率低下，导致产品生产成本高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术需要解决的技术问题是：提供一种制备开孔泡沫铝的成套设备。该成套设备能制备出质轻、孔隙均匀、孔径大小可控、综合性能良好的开孔泡沫金属，且该成套设备具有立体化、机械化和连续化的特点，且节能高效、操作简单、安全性高、布局紧凑、占地面积小等优点，适于工业生产应用。该方法采用食盐粒子做造孔剂，同时采用清水替代碱液来溶解食盐颗粒，可制备出形状复杂的异形开孔泡沫金属，方法流程简单、成本低廉、健康环保。本技术解决该技术问题采用的技术方案是：一种制备开孔泡沫铝的成套设备，其特征在于该成套设备包括混粉机、模具回形传送装置、压力装置、顶出装置、机械手装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉、冷却水池和操作平台；所述操作平台包括上、中、下三层台面，三层台面呈阶梯状依次分布，以压力装置的左右边界为界将操作平台从左至右依次分成左区、中区和右区，上层台面设有混粉机，且位于左区内；所述压力装置位于下层台面的中区内，顶出装置位于下层台面的右区内；所述模具回形传送装置由模具装料区、压制成形区和顶出制件区构成，模具装料区位于混粉机的下方，压制成形区位于中区，且对应在压力装置的压制板下方，顶出制件区正对顶出装置，且位于右区；顶出装置的右侧设有机械手装置，以机械手装置所在位置为圆心，机械手装置到顶出装置的距离为半径做圆，顶出装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉和冷却水池沿逆时针方向均匀布置在该圆周上。一种制备开孔泡沫金属的方法，使用上述的成套设备，包括以下步骤：1)选料，选择球形、立方体形或不规则形，且直径为1-5mm的食盐颗粒为造孔剂，选择原料为直径为100-300μm的纯铝、铝合金、纯镁或镁合金粉末；2)均匀混粉，将原料在混粉机中以150-200r/min的速度研磨20-30min；按照食盐颗粒与原料的质量比为0.05-0.10称取食盐颗粒，以250-300r/min的速度混合20-40min后，将速度增加到350-450r/min，混合20-30min后得到混合均匀的粉末；3)装料，将步骤2)混合均匀的粉末通过鼓风机吹入模具中，振荡，使粉末在模具中分布完全均匀；4)压制，将装好粉末的模具传送至压制成形区，在冷压压力500-600MPa下保压2-4min得到压制件；或热压压力300-400MPa下保压1-3min得到压制件；5)溶解造孔剂，将步骤4)的压制件置于造孔剂溶解池中，造孔剂溶解池的水温调至30-50℃，超声振荡至造孔剂完全溶解，取出压制件静置；6)干燥压制件，将步骤5)所得的压制件放入鼓风干燥箱中干燥后取出；7)烧结压制件，将干燥后的压制件放进保温炉中，以5-10℃/min的升温速度升温至500-550℃，保温0.5-1h；若步骤1)中的原料选择为纯镁或镁合金粉末，需先向保温炉内通入保护气体10-20min，再升温；8)冷却，将烧结后的压制件放到冷却水池中冷却，冷却后放进鼓风干燥箱中烘干，即得到开孔泡沫金属。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术成套设备在以下方面具有突出特点和显著进步：(1)整套设备采用上中下三层结构和左中右三个区分布的设计理念，提高了空间的利用率，降低了投资成本。(2)单个机械手装置即可实现压制件在顶出装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉、冷却水池之间的转移问题，过程可实现机械化，节约了劳动力成本。(3)模具回形传送装置的设计，通过传送装置控制器实现对模具循环利用，提高了模具的利用率；模具的传送采用滚轴输送和工位控制，每一个工位都设针式触碰开关来控制模具的运行，减少了人工操作，提高了效率和安全性。(4)原料由混粉机中落入模具中出现中间料多，周围料少的现象，通过振荡器的振荡使原料在整个模具中分布更加均匀，更好的保证压制件性能的一致性，减少因周边缺料压不实而得到不合格的压制件。(5)在造孔剂的溶解过程中，通过控制带有调节阀的出水口和进水口，使造孔剂溶解池中的水保持流动，加快造孔剂食盐颗粒的溶解；通过加溶解池加热器对流动水进行加热，提高了食盐颗粒在水中的溶解度；造孔剂溶解池底部的超声振荡器振动流动水,进一步加快食盐的溶解；溶解过程中不使用碱液进行清洗，减少了对泡沫铝的腐蚀；该造孔剂溶解池既节能环保，又降低了成本，且操作简单安全。(6)漏筐采用多个小网格的设计，可以在n个小漏筐中同时溶解不同批次压制坯件的食盐颗粒(每个漏筐中放同一批次的压制件)，大大提高了生产效率。(7)保温炉，配合保护气体的使用，亦可生产易氧化或易燃烧的泡沫金属(例如，泡沫镁合金等)。(8)混粉机中采用n个相同型号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备开孔泡沫铝的成套设备，其特征在于该成套设备包括混粉机、模具回形传送装置、压力装置、顶出装置、机械手装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉、冷却水池和操作平台；所述操作平台包括上、中、下三层台面，三层台面呈阶梯状依次分布，以压力装置的左右边界为界将操作平台从左至右依次分成左区、中区和右区，上层台面设有混粉机，且位于左区内；所述压力装置位于下层台面的中区内，顶出装置位于下层台面的右区内；所述模具回形传送装置由模具装料区、压制成形区和顶出制件区构成，模具装料区位于混粉机的下方，压制成形区位于中区，且对应在压力装置的压制板下方，顶出制件区正对顶出装置，且位于右区；顶出装置的右侧设有机械手装置，以机械手装置所在位置为圆心，机械手装置到顶出装置的距离为半径做圆，顶出装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉和冷却水池沿逆时针方向均匀布置在该圆周上。

【技术特征摘要】
1.一种制备开孔泡沫铝的成套设备，其特征在于该成套设备包括混粉机、模具回形传送装置、压力装置、顶出装置、机械手装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉、冷却水池和操作平台；所述操作平台包括上、中、下三层台面，三层台面呈阶梯状依次分布，以压力装置的左右边界为界将操作平台从左至右依次分成左区、中区和右区，上层台面设有混粉机，且位于左区内；所述压力装置位于下层台面的中区内，顶出装置位于下层台面的右区内；所述模具回形传送装置由模具装料区、压制成形区和顶出制件区构成，模具装料区位于混粉机的下方，压制成形区位于中区，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维民，姜庆，夏兴川，王晶，邱传荣，丁俭，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12