孔结构调制通孔多孔铝及铝合金和其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤：第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数组；并依据粒径大小的顺序装入模具中，在５００℃～６６０℃下保温３０ｍｉｎ～６０ｍｉｎ；第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为７００℃～８２０℃，再将模具放置到负压装置的吸盘底座上，负压装置的压力为－２ＫＰａ～－４０ＫＰａ，并将铝合金熔体浇铸到模具中；第三步，待铝合金熔体凝固后，取出填料粒子与铝合金的复合体，除去填料粒子，得到孔结构调制通孔多孔铝及铝合金。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料加工领域，特别涉及一种多孔铝及铝合金和其制备方法。
技术介绍
具有连通孔结构的多孔铝合金实现了结构材料轻质及声、热、阻尼、吸能等 多功能兼容。迄今为止，以未经调制多孔铝合金的制备和性能为研究重点，而孔 径按轴向梯度分布或层状周期分布的多孔铝合金未见报道。多孔铝合金由于其较大的比表面积和良好的流通性能而具有优良的声学性能，包括吸声和消声性能。现有理论表明，孔结构影响其吸声效果，孔径在l(T 数量级的时候具有较好的高频声吸收能力，而随孔径增大，对应的吸收峰向低频 移动。依据声学的阻抗匹配理论，具有孔结构渐变的多孔铝合金可在宽频范围获 得更好的声学性能。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种结构可控的具有优良声学性能的孔结构调制通孔多孔铝 及铝合金和其制备方法。本专利技术提供了一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数组； 并依据粒径大小的顺序装入模具中，在500°C ~ 660'C下保温30min ~ 60min;第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为700°C~ 820°C，再 将模具放置到负压装置的吸盘底座上，负压装置的压力为-2 kPa~-40 kPa,并 将铝合金熔体浇铸到模具中；第三步，待铝合金凝固后，取出填料粒子与铝合金的复合体，除去填料粒子， 得到孔结构调制通孔多孔铝及铝合金。所述孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，其中填料粒子可以按粒径大小的轴向梯度分布顺序装入模具中。所述孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，其中填料粒子也可以4会粒 径大小的轴向层状周期分布顺序装入模具中。所述孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，其中填料粒子形状为多角 形或球形。所述方法制得的孔结构调制通孔多孔铝及铝合金，其孔径范围为0. lmm 4tnm,孔径大小呈轴向梯度分布或层状周期分布，孔隙率为50%~76%。采用本专利技术所述的孔结构调制通孔多孔铝及铝合金制备方法获得的铝合金 具有以下优点1. 本专利技术采用数组粒径大小不同的填料粒子，通过控制填料粒子的堆积次 序，形成粒径大小按轴向梯度分布或层状周期分布的填料堆积体，进而控制多孔铝合金制品的孔结构，制备出孔径大小按轴向梯度分布或层状周期分布的多孔铝a令 口正。2. 本专利技术制备的孔结构调制的多孔铝合金具有较大范围的孔径分布，相对 于未经调制的多孔铝合金，在宽频率范围内具有更好的吸声性能。3. 孔径按轴向层状周期分布的多孔铝合金具有独特的结构特征，具有优良 的消声性能。附图说明图1 是本专利技术负压渗流装置图。图2 是本专利技术制备的孔径按轴向梯度分布的多孔铝合金剖面图(孔隙率60% )。 图3 是本专利技术制备的孔径按轴向层状周期分布的多孔铝合金剖面图(孔隙率 66%)。图4 是本专利技术制备的孔径从0. 5mm渐变至2. 5mm的孔结构调制通孔多孔铝及铝 合金与平均孔径分别为0. 5咖，1.25mm, 2. 5mm的多孔铝合金的驻波管法测定的 吸声系数对比图。具体实施例方式本专利技术中所用的铝合金可以为含硅6% ~ 11%的铝硅合金或者含铜4% ~ 10°/。的 铝铜合金，第二步中将铝合金加热至融化，此时温度为70(TC 82(TC,待铝合 金熔体温度均匀后再浇铸到模具中。第三步中可以采用机械清洗和超声波清洗相结合的方法除去填料粒子，其中填料粒子可采用可溶性氯化物或^碳酸盐。本专利技术 通过控制铝合金熔体的温度、填料粒子的温度以及渗流压力来控制铝合金的渗流 过程。实施例1一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数 组；，沿模具1高度方向，按照按粒径大小的轴向梯度分布分层装入模具1中， 在500°C下保温30nUn,以使填料粒子温度均匀；第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为700°C~82()°C，再 将模具l放置到负压装置3的吸盘底座2上，压力为-2 kPa,并将铝合金熔体浇 铸到模具1中使铝合金熔体渗入填料粒子中；第三步，待铝合金凝固后，铝合金熔体冷却至室温时，取出填料粒子与铝合 金的复合体，除去填料粒子，得到孔结构调制通孔多孔铝及铝合金。实施例2一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数 组；，沿模具1高度方向，按照按孔径大小的轴向梯度分布分层装入模具1中， 在580°C下j果温30min,以使填料粒子温度均匀；第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为700°C ~ 820°C，再 将模具l放置到负压装置3的吸盘底座2上，压力为-20 kPa,并将铝合金熔体 浇铸到模具1中使铝合金熔体渗入填料粒子中；第三步，待铝合金凝固后，铝合金熔体冷却至室温时，取出填料粒子与铝合 金的复合体，除去填料粒子，得到孔结构调制通孔多孔铝及铝合金。实施例3一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数组；，沿模具l高度方向，按照按孔径大小的轴向梯度分布分层装入模具1中，在660°C下保温30min,以使填料粒子温度均匀；第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为70(TC- 820。C,再将模具1放置到负压装置3的吸盘底座2上，压力为-40 kPa,并将铝合金熔体浇铸到模具1中使铝合金熔体渗入填料粒子中；第三步，待铝合金凝固后，铝合金熔体冷却至室温时，取出填料粒子与铝合 金的复合体，除去填料粒子，得到孔结构调多孔铝合金。实施例4一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数 组；，沿模具l高度方向，按照按粒径大小分成数组，分层装入模具l中，重复 操作，可得到粒径按轴向层状分布的颗粒堆积体，在66(TC下保温30min,以使 填料粒子温度均匀；第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为70(TC 82(TC,再 将模具1放置到负压装置3的吸盘底座2上，压力为-40 kPa,并将铝合金熔体 浇铸到模具1中使铝合金熔体渗入填料粒子中；第三步，待铝合金凝固后，铝合金熔体冷却至室温时，取出填料粒子与铝合 金的复合体，除去填料粒子，得到孔结构调制通孔多孔铝及铝合金。实施例5一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数 组；，沿模具l高度方向，按照按粒径大小分成数组，分层装入模具l中，重复 操作，可得到粒径按轴向层状分布的颗粒堆积体，在50(TC下保温30min，以使 填料粒子温度均匀；第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为700°C-82(TC,再 将模具l放置到负压装置3的吸盘底座2上，压力为-2kPa,并将铝合金熔体浇 铸到模具1中使铝合金熔体渗入填料粒子中；第三步，待铝合金凝固后，铝合金熔体冷却至室温时，取出填料粒子与铝合 金的复合体，除去填料粒子，得到孔结构调制通孔多孔铝及铝合金。实施例6一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，包括以下步骤第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔结构调制通孔多孔铝及铝合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，采用可溶性氯化物或碳酸盐作为填料粒子，按照粒径大小分成数组；并依据粒径大小的顺序装入模具（１）中，在５００℃～６６０℃下保温３０ｍｉｎ～６０ｍｉｎ； 第二步，将铝合金加热至融化，保持铝合金熔体温度为７００℃～８２０℃，再将模具（１）放置到负压装置（３）的吸盘底座（２）上，负压装置（３）的压力为－２ｋＰａ～－４０ｋＰａ，并将铝合金熔体浇铸到模具（１）中；第三步，待铝合金熔体凝固后， 取出填料粒子与铝合金的复合体，除去填料粒子，得到孔结构调制通孔多孔铝及铝合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何德坪，黄可，刘伟伟，何思渊，王联凤，顾菲菲，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]