一种小孔径泡沫铝的制备方法技术

本发明专利技术提出了一种小孔径泡沫铝的制备方法，1)将金属铝熔化并保温至800℃～850℃，向铝熔体中加入占其总质量为1％～4％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间5～15分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至650℃～750℃，加入占其总质量经过高温氧化预处理的0.5～3.5％的氢化钛，并进行高速搅拌，搅拌时间为2～12分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发泡，发泡结束后水冷却凝固即可；其中，氢化钛高温氧化预处理的方法为将氢化钛在100℃～140℃氧化处理2～3h后，再升温至360℃～390℃氧化处理0.5～1h。该制备方法制得的泡沫铝平均孔径为0.9～1.1mm，孔隙率为75～78％。

Method for preparing small pore size foamed aluminium

The invention provides a preparation method of small diameter of aluminum foam, 1) metal aluminium melting and holding to 800 to 850 DEG C, adding to the aluminum melt of the total weight of 1% ~ 4% of the thickener Ca, mixing reaction time 5 ~ 15 minutes, the melt viscosity stability; 2) step 1) by melt aluminum sticky after the cooling to 650 DEG to 750 DEG C, adding the total quality after high temperature oxidation pretreatment of 0.5 ~ 3.5% of titanium hydride, and high speed stirring, the stirring time is 2 to 12 minutes after the temperature will melt stirring foam, foaming after water the cooling can; among them, the pretreatment methods of high temperature oxidation of titanium hydride for titanium hydride at 100 to 140 DEG C to 2 ~ 3H after oxidation treatment, and then heated to 360 DEG to 390 DEG C oxidation treatment of 0.5 ~ 1h. The average pore diameter of the foamed aluminum prepared by the method is 0.9 to 1.1mm, and the porosity is from 75 to 78%.

【技术实现步骤摘要】
一种小孔径泡沫铝的制备方法
本专利技术属于泡沫金属制备
，具体涉及一种小孔径泡沫铝的制备方法。
技术介绍
泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺制成的含有大量闭合空隙的铝基金属材料，同时兼有金属和气泡特征。特点是密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。可广泛应用于交通运输、建筑机械、电子通讯、航空航天、环境保护等多个领域。从20世纪中叶开始，世界各国竞相投入到泡沫铝的研究与开发之中，经历50余年的研究发展，目前已形成多种制备泡沫铝的方法。针对闭孔泡沫铝来说常见的有熔体发泡法、粉末冶金法、注气发泡法。目前最具商业价值的泡沫铝制备工艺是熔体发泡法，可以生产大尺寸且具有规则孔洞结构的闭孔泡沫铝。目前，泡沫铝的力学性能还远未达到其理论值，其原因和孔结构的不均匀性有关，如在应力作用下，泡沫铝结构不均匀处(如大孔等缺陷处)存在应力集中，应力首先在结构不均匀处及其附近导致韧性或者脆性断裂，使泡沫铝强度降低。研究表明，如能将泡沫铝的平均孔径从现有的3～4mm减少到1mm左右，则单位体积内气孔数量增多，可分散孔缺陷、提高泡沫铝均匀性，从而提高其力学性能。目前还没未见泡沫铝平均孔径在1mm左右的制备方法的报道。
技术实现思路
本专利技术提出一种小孔径泡沫铝的制备方法，该制备方法制得的泡沫铝平均孔径为0.9～1.1mm，孔隙率为75～78％。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种小孔径泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：1)将金属铝熔化并保温至800℃～850℃，向铝熔体中加入占其总质量为1％～4％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间5～15分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至650℃～750℃，加入占其总质量经过高温氧化预处理的0.5～3.5％的氢化钛，并进行高速搅拌，搅拌时间为2～12分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发泡，发泡结束后水冷却凝固即可；其中，氢化钛高温氧化预处理的方法为将氢化钛在100℃～140℃氧化处理2～3h后，再升温至360℃～390℃氧化处理0.5～1h。进一步，氢化钛的颗粒度为150～300目。进一步，所述步骤2)高速搅拌的转速为2000转/分钟～4000转/分钟。。本专利技术的有益效果1、本专利技术的增黏剂选用钙而不是镁，这是因为镁作为增黏剂如果其含量超过1％的话，容易造成孔结构不均匀现象产生。如果采用钙做增黏剂，其不仅能够提高熔体的黏度，而且有利于后续孔的均匀。2、对氢化钛的高温预氧化处理现有技术推荐的温度均为400℃及以上，有利于制备出孔洞分布均匀的铝，但是这种处理方式带来的问题是孔径过大，并且影响泡沫铝压缩强度等其他性能。专利技术人通过大量实验发现，氢化钛先通过100℃～140℃氧化处理2～3h后，再升温至360℃～390℃氧化处理0.5～1h，不仅能够达到孔洞分布均匀的效果，而且制备的泡沫铝的孔径平均粒径仅仅为0.9～1.1mm，远小于现有技术中的2～3mm，孔隙率为75～78％。具体实施方式实施例1一种小孔径泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：1)将金属铝熔化并保温至810℃，向铝熔体中加入占其总质量为1％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间15分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至650℃，加入占其总质量经过高温氧化预处理的0.5％的氢化钛(颗粒度为150目)，2000转/分钟进行搅拌，搅拌时间为2分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发泡5分钟，发泡结束后水冷却凝固即可；其中，氢化钛高温氧化预处理的方法为将氢化钛在100℃氧化处理2h后，再升温至360℃氧化处理1h。泡沫铝的平均孔径为1.1mm，孔隙率为75％。实施例2一种小孔径泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：1)将金属铝熔化并保温至820℃，向铝熔体中加入占其总质量为1.5％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间12分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至680℃,加入占其总质量经过高温氧化预处理的1.5％的氢化钛(颗粒度为150目)，2500转/分钟进行搅拌，搅拌时间为4分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发泡，发泡结束后水冷却凝固即可；其中，氢化钛高温氧化预处理的方法为将氢化钛在115℃氧化处理2.2h后，再升温至370℃氧化处理0.9h。泡沫铝的平均孔径为1.05mm，孔隙率为76％。实施例3一种小孔径泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：1)将金属铝熔化并保温至835℃，向铝熔体中加入占其总质量为2.5％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间10分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至700℃,加入占其总质量经过高温氧化预处理的2.0％的氢化钛，3000转/分钟进行搅拌，搅拌时间为8分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发泡，发泡结束后水冷却凝固即可；其中，氢化钛高温氧化预处理的方法为将氢化钛在125℃氧化处理2.5h后，再升温至375℃氧化处理0.7h。泡沫铝的平均孔径为1mm，孔隙率为77％。实施例4一种小孔径泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：1)将金属铝熔化并保温至850℃，向铝熔体中加入占其总质量为4％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间6分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至750℃,加入占其总质量经过高温氧化预处理的3.5％的氢化钛，4000转/分钟进行搅拌，搅拌时间为12分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发泡，发泡结束后水冷却凝固即可；其中，氢化钛高温氧化预处理的方法为将氢化钛在140℃氧化处理3h后，再升温至390℃氧化处理0.5h。泡沫铝的平均孔径为0.9mm，孔隙率为77.8％。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小孔径泡沫铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将金属铝熔化并保温至800℃～850℃，向铝熔体中加入占其总质量为1％～4％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间5～15分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至650℃～750℃，加入占其总质量经过高温氧化预处理的0.5～3.5％的氢化钛，并进行高速搅拌，搅拌时间为2～12分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发泡，发泡结束后水冷却凝固即可；其中，氢化钛高温氧化预处理的方法为将氢化钛在100℃～140℃氧化处理2～3h后，再升温至360℃～390℃氧化处理0.5～1h。

【技术特征摘要】
1.一种小孔径泡沫铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将金属铝熔化并保温至800℃～850℃，向铝熔体中加入占其总质量为1％～4％的增黏剂Ca，搅拌混匀反应时间5～15分钟，使得熔体黏度稳定；2)将步骤1)增黏后的铝熔体降温至650℃～750℃，加入占其总质量经过高温氧化预处理的0.5～3.5％的氢化钛，并进行高速搅拌，搅拌时间为2～12分钟，将搅拌后的熔体进行恒温发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋洋，
申请(专利权)人：郑州峰泰纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41