【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料制备，具体涉及一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法。
技术介绍
1、多孔金属材料始于20世纪40年代，在国际上迅速发展于20世纪80年代，是一种具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料，它具有多种优异物理性能，如密度低、刚度大、比表面大、减震吸能性能好、消声效果好、渗透性好、电磁屏蔽性能高等，对于通孔多孔金属材料，还具有导热率高、气体渗透率高、换热散热能力高等优点。多孔金属材料既可以作为功能性材料，也可以作为结构材料，使其在一些高
获得了广泛的应用，是一种性能优异的多用途工程材料。
2、多孔金属材料的制造方法很多，包括金属粉末、金属纤维烧结法、气体捕捉法、站位填料法、氧化物还原烧结法、溅射沉积法、气相沉积法、电沉积法、腐蚀造孔法、气体吹入法、固体发泡剂法和金属/气体共晶定向凝固法、熔模铸造法、渗流铸造法等，其中金属/气体共晶定向凝固法可用于通孔多孔金属材料的制备。以上方法制备的多孔金属材料其孔径尺寸、孔的分布不可控，复杂形状的孔难以实现，应用前景受到一定的限制。可控孔多孔金属材料与无序孔多孔金属材料相比较，拥有许多其所不具备的特性，随着技术的发展，可控孔多孔金属材料必将成为多孔材料科学的发展趋势。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其所制得的可控孔多孔金属材料形状、尺寸、内部孔的孔径及孔的走向均可控制。
2、为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种
3、将多孔金属材料三维模型划分为1个以上的单元结构，在每个单元结构内进行分层处理，得到多个依次叠加且具有一定厚度基片的二维图形及层数；根据二维图形加工各层的金属基片，即金属基片s0，金属基片s1，金属基片s2，金属基片s3……金属基片sn；
4、当多孔金属材料的孔形为球形且层数为奇数时，通过金属基片s0，金属基片s1，金属基片s2，金属基片s3……金属基片sn，金属基片sn-1……金属基片s3，金属基片s2，金属基片s1，金属基片s0由下至上依次叠加，完成每个单元结构的叠加；
5、当多孔金属材料的孔形为球形且层数为偶数时，通过金属基片s0，金属基片s1，金属基片s2，金属基片s3……金属基片sn，金属基片sn，金属基片sn-1……金属基片s3，金属基片s2，金属基片s1，金属基片s0由下至上依次叠加，完成每个单元结构的叠加；
6、当多孔金属材料的孔形为柱形时，通过金属基片s0，金属基片s1，金属基片s2，金属基片s3……金属基片sn依次叠加，完成每个单元结构的叠加；
7、将所有金属基片在限位补偿焊接装置内进行夹紧后加热，形成可控孔多孔金属材料，所述可控孔多孔金属材料包括铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、铁、铁合金。
8、进一步地，当单元结构数量在2个以上时，完成每个单元结构的叠加后，将各单元结构按照划分时的标识由下至上进行叠加。
9、进一步地，所述可控孔多孔金属材料包括贯通孔、封闭孔及贯通封闭混合孔多孔金属材料。
10、进一步地，所述金属基片为金属片或复合金属片，当为金属片时叠加前在焊接面上印刷或喷涂焊浆；所述复合金属片是在金属片的一面或双面通过轧制将焊片附着在金属片上，其不需要印刷或喷涂焊浆。
11、进一步地，所述金属基片包括多孔基片s1-sn和密封基片s0，所述密封基片s0厚度为相邻单元结构中孔切面之间的最小距离；所述多孔基片s1-sn厚度为孔高度或直径的整数倍。
12、更进一步地，当多孔金属材料的孔形为球形且层数为奇数时，每层多孔基片的孔半径获取方式为：
13、
14、式中，rn为多孔基片s1-sn的孔半径，单位为mm；r为球形孔的半径，单位为mm；k为层数；n=为多孔基片数量，取值范围为：1,2,3……(k+1)/2；
15、当多孔金属材料的孔形为球形且层数为偶数时，每层多孔基片的孔半径获取方式为：
16、
17、此时，n的取值范围为1,2,3……k/2。
18、更进一步地，孔形为柱形时，包括正方形、圆柱形、长方形、棱形，其多孔基片s1-sn上的孔尺寸等于二维图形上的多孔孔尺寸。
19、更进一步地，所述限位补偿焊接装置包括气体保护腔体机构、感应加热线圈、限位补偿夹紧机构；
20、限位补偿夹紧机构将所有叠加到一起的金属基片夹紧后，通过滑动滚轮推入气体保护腔体机构内，所述滑动滚轮通过滚轮支架安装于气体保护腔体机构底部且滑动滚轮顶部置于限位补偿夹紧机构底部的导轮槽内；
21、气体保护腔体机构内的感应加热线圈用于加热；
22、保护气体从气体保护腔体机构下面的进气管进入，加热结束后，
23、保护气体从气体保护腔体机构上面的出气管流出；所述保护气体为氮气或二氧化碳或氩气或氦气。
24、作为更进一步地，所述限位补偿夹紧机构包括夹紧支架、限位机构、压板、补偿机构；夹紧支架内的限位机构，用于将所有叠加到一起的金属基片限位；补偿机构通过补偿蝶形弹簧对压板施压，所有叠加到一起的金属基片焊接完成后所述压板两侧与限位机构顶端贴合。
25、作为更进一步地，所述金属基片焊接完成后，温度降低到300度以下将限位补偿夹紧机构去除，制备出可控孔多孔金属材料。
26、本专利技术由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：
27、1、基于金属基片的可控性，可以根据孔的位置、孔隙率、孔径、孔形状、深径比等不同要求进行制备，从而所得的可控孔多孔金属材料形状、尺寸、内部孔的孔径及孔的走向均可控制。
28、2、将大体积多孔金属材料变成箔、片进行加工，工艺简单；多个金属基片通过加热焊接一次成型，从而降低了可控孔多孔金属材料的加工成本。
29、3、限位补偿焊接装置保证了制备的可控制孔多孔材料尺寸精度较高、焊接质量可靠。在装配过程中每层金属基片上焊料使得多孔金属材料厚度变大，焊料熔化后厚度变小，此时限位补偿夹紧机构的蝶形弹簧压制压板达到限位位置，保证了设计尺寸精度。
30、4、本方法可根据需要制备出贯通孔、封闭孔及贯通封闭混合孔等可控孔多孔金属材料；制备出的孔直径范围为0.001-1000mm，深径比为1-1000。
31、5、可制备出高尺寸精度复杂结构的可控孔多孔金属材料；针对不同孔结构形状快速、灵活地制备出所需可控孔多孔金属材料，简化了制备流程。
32、6、该方法制备出的可控孔多孔金属材料可选择的材料范围极其广泛，为通过本方法获得的产品工业化生产及广泛推广应用提供了有利条件；可应用于换热、储能、消音、催化、吸震、屏蔽、过滤、催化等领域。
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1.一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，当单元结构数量在2个以上时，完成每个单元结构的叠加后，将各单元结构按照划分时的标识由下至上进行叠加。
3.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述可控孔多孔金属材料包括贯通孔、封闭孔及贯通封闭混合孔多孔金属材料。
4.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述金属基片为金属片或复合金属片，当为金属片时叠加前在焊接面上印刷或喷涂焊浆；所述复合金属片是在金属片的一面或双面通过轧制将焊片附着在金属片上。
5.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述金属基片包括多孔基片S1-Sn和密封基片S0，所述密封基片S0厚度为相邻单元结构中孔切面之间的最小距离；所述多孔基片S1-Sn厚度为孔高度。
6.根据权利要求5所述一种通过补偿限位焊接实现可
7.根据权利要求5所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，孔形为柱形时，包括正方形、圆柱形、长方形、棱形，其多孔基片S1-Sn上的孔尺寸等于二维图形上的多孔孔尺寸。
8.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述限位补偿焊接装置包括气体保护腔体机构、感应加热线圈、限位补偿夹紧机构；
9.根据权利要求8所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述限位补偿夹紧机构包括夹紧支架、限位机构、压板、补偿机构；夹紧支架内的限位机构，用于将所有叠加到一起的金属基片限位；偿机构通过补偿蝶形弹簧对压板施压，所有叠加到一起的金属基片焊接完成后所述压板两侧与限位机构顶端贴合。
10.根据权利要求8所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述金属基片焊接完成后，温度降低到300度以下将限位补偿夹紧机构去除，制备出可控孔多孔金属材料。
...【技术特征摘要】
1.一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，当单元结构数量在2个以上时，完成每个单元结构的叠加后，将各单元结构按照划分时的标识由下至上进行叠加。
3.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述可控孔多孔金属材料包括贯通孔、封闭孔及贯通封闭混合孔多孔金属材料。
4.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述金属基片为金属片或复合金属片，当为金属片时叠加前在焊接面上印刷或喷涂焊浆；所述复合金属片是在金属片的一面或双面通过轧制将焊片附着在金属片上。
5.根据权利要求1所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔金属材料制备方法，其特征在于，所述金属基片包括多孔基片s1-sn和密封基片s0，所述密封基片s0厚度为相邻单元结构中孔切面之间的最小距离；所述多孔基片s1-sn厚度为孔高度。
6.根据权利要求5所述一种通过补偿限位焊接实现可控孔多孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜圣毅，张洪坤，
申请(专利权)人：大连保税区金宝至电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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