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低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金及制备方法技术

技术编号:1788820 阅读:221 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金及制备方法是一种耐腐蚀性能良好、高强度、高成品率、方法简单、成本低廉的泡沫铝合金及制备方法。该泡沫铝合金采用碳酸钙做发泡剂,孔隙率在40%~75%,其中镁占合金的质量百分数1%~11%,钙占合金的质量百分数为0.5%~5%,稀土占合金的质量百分数为0.10%~1.2%。该制备方法为:将纯铝加热至熔化,向熔体中加入相当于合金质量的1%~11%的镁、相当于合金质量的0.5%~5%的钙、相当于合金质量的0.10%~1.2%的稀土,静置10~30min;使熔体温度处于650℃~690℃,以300~600rpm的速度搅拌2min~12min;向熔体中加入相当于纯铝质量的0.5%~5%的碳酸钙搅拌,使得铝合金熔体泡沫化,冷却,获得低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泡沫铝合金及其制备方法,尤其涉及一种低孔隙率铝镁钙稀 土基闭孔泡沫铝合金及其制备方法。
技术介绍
铝镁l丐稀土基泡沫铝合金除具有一般泡沫铝所具备的能量吸收、阻尼减振、 隔声、隔热、电磁屏蔽等多功能于一体外,更具有优异的耐腐蚀性能,在航天、 车辆、海洋工业等领域有广泛的应用前景。低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合 金具有更高的强度,在高
具有更重要的用途。目前专利技术人已经掌握铝镁钙稀土基泡沫铝合金的制备工艺,成功解决镁在高 温搅拌过程中的氧化和烧损问题,可以制备耐腐蚀性能良好、高孔隙率的铝镁钙 稀土基泡沫铝合金。但利用现有技术制备镁钙稀土基泡沫铝合金,采用氢化钛发 泡,高温分解速度快,气泡形成迅速,容易上浮、破碎或合并,不容易制备低孔 隙率高强度的泡沬产品。并且,氢化钛在高温释放出的氢气,容易燃烧,加剧了 镁的烧损。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种耐腐蚀性能良好、高强度、高成品率、 方法简单,成本低廉的。技术方案本专利技术采用碳酸钙做发泡剂,发泡剂含量占合金的质量百分数为 0.5%~5%。制备的低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,孔隙率在40%-75%之 间,包括铝、镁、钙、稀土,其中镁占合金的质量百分数为1%~11%,钙占合金的 质量百分数为0. 5%~5%、稀土占合金的质量百分数为0. 10~1. 2%。上述的低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金的制备方法,包括以下几步 第一步,将纯铝加热至熔化,向熔体中加入相当于合金质量的1%~11%的镁、相当于合金质量的0. 5%~5%的钙、相当于合金质量的0. 10%~1. 2%的稀土,静置10-30tnin,第二步,使熔体温度处于650°C~690°C,以300~600rpm的速度搅拌 2min 12min,第三步,向熔体中加入相当于合金质量的0. 1%~5%、粒度为300目的碳酸钙 粉末,以700~3000rpm的速度搅拌20~300秒,使得铝合金熔体泡沫化,然后将 泡沫铝合金熔体冷却,获得低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金。专利技术原理传统方法采用氢化钛发泡,而氢化钛在340°C即开始分解,400°C 以上分解明显,在铝合金熔体(650°C以上)中气泡形成迅速,不仅不能制备低 孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,而且释放出的氢气加剧了镁的氧化和烧 损。新型方法采用碳酸钙发泡,因其热稳定性高,分解缓慢,可以延长搅拌时间 使其在铝镁钙稀土基合金熔体中充分混匀。同时,高温分解产生的二氧化碳气体 性质稳定,有阻燃作用,有一定抑制镁和稀土的氧化和烧损的作用。由于二氧化 碳性质稳定,容易搅拌,因而制备的铝镁钙稀土基泡沫铝合金孔结构均匀,成品 率高。由于制备的铝镁钙稀土基泡沫铝合金孔隙率低,孔结构均匀,因而在具有 良好耐腐蚀性能的同时,具有高强度。有益效果本专利技术具有以下优点-1. 本专利技术中采用碳酸钙发泡,因其热稳定性高,高温分解缓慢,可以有充分 的时间搅拌,使其在铝镁钙稀土基合金中混合均匀,所以孔结构均匀、成品率 高。2. 本专利技术所制备的铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,因高温分解产生的二氧 化碳气体对镁和稀土的烧损有抑制作用,所以与传统方法制备的铝镁钙稀土基闭 孔泡沫铝合金相比,镁的烧损率低。对样品用瑞士生产的ARL9800XP+型X-荧光 光谱仪(XRF)进行随机元素含量分析,镁的含量占加入量的67%,稀土含量占加入 量的33%。3. 本专利技术所制备的铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,因其孔隙率低、孔结构均 匀,因而相对于传统方法制备的铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金具有更高的强 度。4. 本专利技术所制备的铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,因其孔隙率低,表面积 较小,所以相对于高孔隙率的闭孔泡沫铝合金具有更好的耐腐蚀性能。本专利技术所 制备的低孔隙率闭孔泡沫铝合金,在强烈的腐蚀条件下,颜色保持光亮,孔壁保 持完整,失重率低(因泡沫铝多孔表面结构特征,实际表面积无法计算,用失重 率表征其耐腐蚀程度,失重率越低,腐蚀程度越轻),见表1。由此可见,本发 明所制备的Al-Mg-Re基闭孔泡沫铝合金具有优异的耐腐蚀性能。表1低孔隙率Al-Mg-Re基泡沫铝合金<table>table see original document page 5</column></row><table>具体实施例方式实施例1: 一种低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,采用碳酸钙做发泡 剂,碳酸钙占合金的质量百分数为0.5% 5%。制备的低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔 泡沫铝合金孔隙率在40%~75%,例如可以是41%, 47%, 52%, 58%, 63%, 69%, 73%,包括铝、镁、钙、稀土,其中镁占合金的质量百分数为1%~11%,钙占合金的 质量百分数为0. 5~5%,稀土占合金的质量百分数为0.10%~1.2%,稀土成分是铈、镧、钇、镨、钪中的一种或者以上两种以上的混合物,若为混合物,可以为任意配比。实施例2: —种上述的低孔隙率低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金的制 备方法,包括以下几步第一步,将纯铝(可以是工业纯铝)加热至熔化,加入相当于合金质量的 1%~11%的镁,例如可以选取为1.5%, 1.8%, 2.6%, 3.5%, 4.6%, 5.9%, 6.3%, 6.9%, 7.2%, 7.8%, 8.3%, 8.7%, 9.2%, 9.9%,加入相当于合金质量的0.5%~5% 的钙,例如可以选取为1.5%, 1.8%, 1.9%, 2.6%, 3.5%, 4.6%,稀土占合金的 质量百分数为0.10%~1.2%,例如可以选取为0.15%, 0.18%, 0.22%, 0.26%, 0.35%, 0.46%, 0.55%, 0.67%, 0.73%, 0.79%, 0.85%, 0.92%, 1.03%, 1.15%, 1.19%,静置10 30min。时间可以选取为8分钟,23分钟,28分钟。第二步,使熔体温度处于650。C 690"C,温度可以选取为660T, 673°C, 685°C,以300~600rpm的速度搅拌2min 12min,搅拌速度可以选取为400rpm, 450rpm, 550rpm,搅拌时间可以选取为10分钟,8分钟,6分钟。第三步,向熔体中加入相当于合金质量的0.5%~5%的碳酸钙,比例可以选取 为0.9%, 1.5%, 1.8%, 1.9%, 2.6%, 2.9%, 3.5%, 4.6%, 4.8%,以 700~3000rpm的速度搅拌20~300s,搅拌速度可以选取为800rpm, 1200rpm, 1300rpm, 1500rpm, 2000rpm, 2500rpm, 2800rpm,搅拌时间可以选取为40 秒,75秒,80秒,100秒,140秒,180秒,220秒,250秒,使得铝合金熔体泡 沫化,将泡沫铝合金熔体冷却,冷却方式可以采用各向同时冷却的方式,也可采 用侧面冷却与底部冷却相结合的方式,冷却后获得低孔隙率低孔隙率铝镁钙稀土 基闭孔泡沫铝合金。权利要求1.一种低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,其特征在于该泡沫铝合金采用碳酸钙做发泡剂,制备的低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金孔隙率在40%~75%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金,其特征在于该泡沫铝合金采用碳酸钙做发泡剂,制备的低孔隙率铝镁钙稀土基闭孔泡沫铝合金孔隙率在40%~75%,包括铝、镁、钙、稀土,其中镁占铝的质量百分数为1%~11%,钙占铝的质量百分数为0.5%~5%,稀土占铝的质量百分数为0.10%~1.2%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:何德坪张勇明何思渊旭明王辉魏永生
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:84[中国|南京]

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