复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术是关于熔体发泡法制造工业用大规格泡沫金属产品的工艺方法。本发明专利技术复合铸型包括容器和铸型，容器底部为不封闭的敞口结构并直接座在铸型底面上，利用复合铸型中的容器进行增粘、发泡剂混合；发泡剂混合均匀后，快速提出容器，使待发泡熔体落入复合铸型中的大尺寸铸型中，在铸型中保温发泡，从而制得孔结构均匀、性能稳定的工业用大规格泡沫金属制品。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是属于泡沫金属的制造技术，主要提出一种复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的方法和装置。熔体发泡法制造泡沫金属铝一般均采用如下工艺先将铝或铝合金熔化；加入增粘剂并通过机械搅拌使铝液的粘度达到一定程度；加入发泡剂(一般为TiH2)，通过快速机械搅拌，使TiH2在尽量短的时间内均匀混入熔体内部，通过保温，发泡剂发生反应产生大量气体，由于高粘度的作用，使气体滞留在熔体内部不逸出，冷却后即得多孔质的泡沫铝。该工艺中发泡剂在熔体中混合的是否均匀是制备孔结构均匀的高质量泡沫铝的关键。熔体发泡法制造泡沫铝所采用的发泡剂以TiH2为主，TiH2在高温下发生分解，放出氢气，使合金发泡。TiH2在380℃～820℃的温度范围内发生分解，放出氢气，在600℃反应速度最快。泡沫铝的发泡温度在650～700℃，若将TiH2直接加入熔体进行快速搅拌混合，由于高于TiH2的反应温度，TiH2迅速反应，立即开始放出大量氢气，烧损严重，而且使熔体膨胀升高，造成混合困难，TiH2在熔体中的分布不宜均匀，所制造的泡沫铝的孔径和孔隙率很不稳定，局部有较大空洞，宏观结构很不均匀。因此，搅拌混合时间必须短，要求在较短的时间内使TiH2混合均匀，并尽快在铸型中开始发泡。对大规格泡沫铝的制造，采用单轴搅拌，在同一个铸型中增粘、发泡的方法，由于铸型面积较大，TiH2很难达到均匀，不能制造孔结构均匀的泡沫铝。为达到增粘、发泡剂混合均匀，过去一般采用多轴搅拌法和浇注法。多轴搅拌法即在铸型中有多个搅拌轴同时进行搅拌增粘，在多轴搅拌处，同时加入TiH2进行与熔体混合。混合后，提出搅拌器在铸型中原地发泡。浇注法即采用在较小的坩埚中增粘、发泡剂混合后，将待发泡的熔体浇注到较大规格的铸型中进行保温发泡。多轴搅拌法对设备要求较高，工艺较复杂，在添加发泡剂进行混合时，需要在不同的搅拌器位置同时添加发泡剂，搅拌器之间以及铸型四周、四角处的熔体由于流场与其它部位不同，因此，在此处会混合不均匀，导致发泡体孔结构宏观极不均匀。大规格泡沫铝采用浇注法制造，当在坩埚中增粘、发泡剂加入混匀后，进行浇注时，铝熔体粘度很高，而且TiH2已开始发生反应，使熔体快速膨胀。因此，要求在非常短的时间内完成熔体的浇注。这在实际操作中很困难，而且有大量熔体残留在坩埚中，很难浇注到铸型中。本专利技术提出复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的方法和装置的目的即是解决大规格泡沫金属制造时发泡剂均匀混合的问题。本专利技术完成其专利技术任务所采取的技术方案是采用复合铸型；金属熔体在其内进行增粘、与发泡剂混合的容器位于铸型内，容器的底部为不封闭的敞口结构并直接座在铸型的底面上；金属熔体在容器中加入增粘剂并进行机械搅拌增粘，加入发泡剂快速机械搅拌混合均匀后，快速提起容器使待发泡熔体落入铸型中，在铸型中进行保温发泡。该生产装置的复合铸型包括对金属熔体进行增粘、与发泡剂混合的容器和铸型。容器位于铸型内，其底部为不封闭的敞口结构并直接座在铸型底面上。容器与铸型之间通过V型槽密封。本专利技术采用复合铸型、提拉浇注法制造泡沫金属，通过复合铸型中的容器进行增粘和发泡剂混合，因此能够在较短的时间内使发泡剂混合均匀，避免了混合时间较长时，发泡剂剧烈反应引起熔体膨胀，达不到混合均匀的问题。本专利技术的复合铸型可保证在发泡剂混合均匀后、熔体开始剧烈发泡前快速浇注到大尺寸铸型中。而提拉浇注方法可以避免发泡剂混匀后，浇注时间较长引起的待发泡熔体难以浇注的问题。本专利技术所要求的搅拌装置简单，成本较低，复合铸型容易制造，工艺操作简便。实施例附附图说明图1为本专利技术中复合铸型的结构示意图。附图2为图1中A-A剖面图。结合附图给出的复合铸型结构示意图，对本专利技术方法和装置加以具体说明如附图1、2所示，容器1为尺寸较小的圆形坩埚，2为尺寸较大的铸型，容器1与铸型2位于同一平面且位于铸型2内。容器1底部为无底的敞口结构，下部直接座在铸型2的底面上，通过V型槽进行密封。在制造泡沫金属如泡沫铝时，铝熔体3在圆形坩埚1中通过加入增粘剂和搅拌装置4进行机械搅拌。当达到一定粘度后，加入发泡剂如TiH2进行快速机械搅拌。当混合均匀后，快速提起容器1(圆形坩埚)，使待发泡熔体3落入铸型2中，在铸型2中进行保温发泡，制得结构均匀、性能优良、稳定的泡沫铝制品。权利要求1一种复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的方法，其特征是金属熔体在其内进行增粘、与发泡剂混合的容器(1)与铸型(2)位于同一平面上，并使该容器位于铸型内，容器(1)的底部为不封闭的敞口结构并直接座在铸型(2)底面上；金属熔体在容器(1)中通过加入增粘剂进行机械搅拌增粘，加入发泡剂快速搅拌混合均匀后，快速提起容器，使待发泡熔体落入铸型中，在铸型中进行保温发泡。2一种复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的装置，其特征是包括有盛置金属熔体进行机械搅拌增粘的容器(1)，在其内进行保温、发泡和成型的铸型(2)，其特征是容器(1)底部为不封闭的敞口结构并将底部直接座在铸型底面上。3按照权利要求2所述的复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的装置，其特征是容器(1)与铸型(2)之间通过V型槽密封。全文摘要本专利技术是关于熔体发泡法制造工业用大规格泡沫金属产品的工艺方法。本专利技术复合铸型包括容器和铸型,容器底部为不封闭的敞口结构并直接座在铸型底面上,利用复合铸型中的容器进行增粘、发泡剂混合;发泡剂混合均匀后,快速提出容器,使待发泡熔体落入复合铸型中的大尺寸铸型中,在铸型中保温发泡,从而制得孔结构均匀、性能稳定的工业用大规格泡沫金属制品。文档编号B22D25/00GK1298777SQ99125330公开日2001年6月13日 申请日期1999年12月8日 优先权日1999年12月8日专利技术者王政红, 陈派明, 付自来, 陈卫, 鲁彦平, 马章林, 方正春 申请人:中国船舶重工集团公司第七研究院第七二五研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的方法，其特征是金属熔体在其内进行增粘、与发泡剂混合的容器（１）与铸型（２）位于同一平面上，并使该容器位于铸型内，容器（１）的底部为不封闭的敞口结构并直接座在铸型（２）底面上；金属熔体在容器（１）中通过加入增粘剂进行机械搅拌增粘，加入发泡剂快速搅拌混合均匀后，快速提起容器，使待发泡熔体落入铸型中，在铸型中进行保温发泡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王政红，陈派明，付自来，陈卫，鲁彦平，马章林，方正春，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七研究院第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]