泡沫金属的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够简便地制造所需的形状的成型品的生产率高的泡沫金属的制造方法。泡沫金属的制造方法具有：在含有熔融的金属与增粘剂的混合物中使氢固溶，制备使金属中的固溶氢量饱和的前驱体的步骤；将前驱体投入模具中的步骤；以及使投入模具中的前驱体在减压环境下凝固、或者在使投入模具中的前驱体凝固之后在减压环境下进行加热的步骤。后在减压环境下进行加热的步骤。后在减压环境下进行加热的步骤。

【技术实现步骤摘要】
泡沫金属的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种泡沫金属的制造方法。

技术介绍

[0002]作为在金属、合金的内部具有多个气孔的多孔质材料，已知泡沫金属。泡沫金属的冲击能量吸收特性、消音特性等优良且重量轻，因此作为多功能材料在各种领域中使用。另一方面，由于高价的材料、复杂的制造工艺，制造成本增大，因此希望低成本化。
[0003]在国际公开第2010/106883号中，公开了具有以下特征的泡沫金属前驱体的制造方法及泡沫金属的制造方法。在专利文献1中记载的制造方法中，不使用高价的发泡剂粉末而容易地制造泡沫金属前驱体、泡沫金属。该制造方法通过在实施摩擦搅拌处理(FSP)时添加氧化铝，由此提高泡沫金属的气孔的圆球度，并且增大泡沫金属的气孔率。首先，通过压铸法制备在内部含有气体的压铸成型品。接着，通过FSP使在压铸成型品的内部含有的气体及气孔形成核均匀地分散在压铸成型品中，制造泡沫金属前驱体。进一步地，通过实施将该泡沫金属前驱体加热至其熔点附近的热处理，使泡沫金属前驱体发泡，制造泡沫金属。

技术实现思路

[0004]但是，在专利文献1中记载的制造方法中，制造工艺复杂。此外，由于需要压铸装置等，制造设备变得庞大，因而提高了制造成本。因此，在专利文献1中记载的制造方法中，存在生产率降低的问题。
[0005]本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够简便地制造所需的形状的成型品的生产率高的泡沫金属的制造方法。
[0006]一实施方式所涉及的泡沫金属的制造方法具有：在含有熔融的金属与增粘剂的混合物中使氢固溶，制备使金属中的固溶氢量饱和的前驱体的步骤；将前驱体投入模具中的步骤；以及使投入模具中的前驱体在减压环境下凝固、或者在使投入模具中的前驱体凝固之后在减压环境下进行加热的步骤。
[0007]根据本专利技术，提供一种能够简便地制造所需的形状的成型品的生产率高的泡沫金属的制造方法。
[0008]参照从下面给出的详细描述以及附图，将更充分地理解本专利技术的上述和其他目的、特征和优点，附图仅以说明方式给出，且因此不应被认为是对本专利技术的限制。
附图说明
[0009]图1是表示实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法的流程图。
[0010]图2是表示实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法中的前驱体制备工序和前驱体投入工序的示意图。
[0011]图3是表示实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法中的凝固工序的一例的示意图。
[0012]图4是表示实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法中的凝固工序的另一例的示意图。
具体实施方式
[0013]实施方式一
[0014]以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。只是，本专利技术并不限定于以下的实施方式。此外，为了明确地说明，以下的记载和附图被适当地简化。
[0015]参照图1，说明实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法的概要。图1是表示实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法的流程图。如图1所示，本实施方式所涉及的泡沫金属的制造方法具有以下的步骤S1～S3的工序。
[0016]在步骤S1的前驱体制备工序中，在含有熔融的金属M1与增粘剂T的混合物M2中使氢固溶，制备使金属中的固溶氢量饱和的前驱体M3。在步骤S2的投入工序中，将前驱体M3投入模具1中。在步骤S3的凝固工序中，使投入模具1中的前驱体M3在减压环境下凝固。
[0017]参照图2及图3详细说明上述各工序。图2是表示实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法中的前驱体制备工序和前驱体投入工序的示意图。图3是表示实施方式一所涉及的泡沫金属的制造方法中的凝固工序的一例的示意图。
[0018]如图2的S1
‑
1所示，在步骤S1的前驱体制备工序中，首先，准备作为泡沫金属的原料的金属、以及增粘剂T。作为泡沫金属的原料的金属，可以使用金属元素单体或合金。作为这样的金属、合金，例如举出铝、镁、钛、铁、锌、铜、铝合金、镁合金、钛合金、钢铁材料、锌合金、铜合金等。
[0019]原料的金属在搅拌容器10内熔融。或者，将预先熔融的状态的金属投入搅拌容器10内。对原料的金属的形态没有特别的限制，因此可以使用价格低廉的块状材料。
[0020]在形成熔融的金属M1(以下，也称为熔融金属M1)时，将原料的金属加热至与构成金属的元素或组份对应的熔点以上的适当的温度范围内。例如，在原料的金属为铝或以铝为主成分的合金的情况下，设为550～800℃、优选650～700℃的范围内的温度。在金属为镁或以镁为主成分的合金的情况下，设为550～800℃的范围内的温度。在金属为锌、以锌为主成分的合金的情况下，设为300～550℃的范围内的温度。在金属为铜或以铜为主成分的合金的情况下，设为900～1200℃的范围内的温度。
[0021]作为增粘剂T，例如可以从钙、镁等金属粉末、氧化铝、氧化镁等金属氧化物粉末、或者碳化硅、二氧化硅等陶瓷粉末中选择一种以上来使用。增粘剂T是使熔融的金属M1的粘性增加的物质，优选在熔融金属M1中具有化学稳定性的物质。
[0022]当使用增粘剂T使熔融金属M1在适当的范围内增粘时，能够抑制发泡过程中气孔的粗大化。此外，增粘的熔融金属M1抑制形成气孔的气体向熔融金属M1的外部释放，将气体留在熔融金属M1中而保持独立气孔。也就是说，通过调节熔融金属M1的粘度，能够控制在熔融金属M1中形成的气孔的形态(圆球度、大小等)，气孔稳定化。
[0023]在搅拌容器10内的熔融金属M1中加入增粘剂T，例如使用搅拌叶片在大气中充分搅拌。由此，得到在熔融金属M1中均匀分散增粘剂T的混合物M2。得到混合物M2的顺序也可以在将原料的金属与增粘剂T混合之后进行加热及搅拌。根据需要，通过向混合物M2施加超声波，使增粘剂T更均匀地分散在熔融金属M1中。
[0024]接着，如图2的S1
‑
2所示，在金属中使氢固溶。关于在金属中使氢固溶的方法，可以举出在上述得到的混合物M2中插入导入管20的前端，通过导入管20向混合物M2中吹入作为氢源的水蒸气V的方法。作为其他方法，可以考虑在水蒸气分压高的条件下(高湿度下)放置混合物M2的方法。或者，也可以通过导入管20向混合物M2中吹入氢气。
[0025]在金属中固溶氢的方法只要是增加熔融金属M1中的氢浓度的方法即可，不限于此。关于水蒸气V的添加量，进行添加直至在金属中固溶的氢量成为过饱和。在金属中固溶的氢量不足的情况下，在发泡的过程中气孔不充分成长。
[0026]接着，如图2的S2所示，在步骤S2的前驱体投入工序中，将上述前驱体M3投入与产品形状对应的模具1中。模具1只要是对应于步骤S3的凝固工序中的加热条件及减压条件而具有所需的耐热性和耐久性的模具即可。模具1的材质可以使用耐热性和耐久性优良的不锈钢、耐热钢等。此外，如果能够充分搅拌材料，并且能够使所需量的氢固溶在混合物M2中，则也可以将模具1用作搅拌容器10。在这种情况下，由于不必在工序期间转移金属，因而效率高。针对模具1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫金属的制造方法，具有：在含有熔融的金属与增粘剂的混合物中使氢固溶，制备使所述金属中的固溶氢量饱和的前驱体的步骤；将所述前驱体投入模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本鸿司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：