一种利用废旧泡沫铝制备泡沫铝夹芯板的方法技术

本发明专利技术一种利用废旧泡沫铝制备泡沫铝夹芯板的方法。首先将废旧泡沫铝块体洗净烘干，粉碎成一定大小的颗粒状，然后掺入一定比例的Zn-Al合金粉末加热搅拌，使Zn-Al合金粉末熔化并均匀涂擦在泡沫铝颗粒表面，同时将铝板加热使铝板强迫涂覆薄层钎料，再将泡沫铝颗粒铺倒在面板上，叠放另一块同样经过表面钎料涂覆处理后的铝板，经过正反两次加热轧压和辅助振动作用，最后冷却得到泡沫铝夹芯板。本发明专利技术的有益效果是：不经过钎料涂覆工艺而得到具有通透性的泡沫铝夹芯板。所制备得到的泡沫铝夹芯板具有轻质、高能量吸收，阻尼减振，吸声(隔声和消声)，过滤和电磁屏蔽等多功能兼容，同时具有高刚度的特点，可广泛用于建筑装饰、交通运输等工业领域。

Method for preparing foam aluminium sandwich panel by utilizing waste foamed aluminium

The invention provides a method for preparing foam aluminum sandwich panel by utilizing waste foam aluminum. The waste foam blocks washing and drying, crushing into certain size particles, heating Zn-Al alloy powder is then mixed with a certain proportion of the mixing, the Zn-Al alloy powder is melted and evenly on the surface of the aluminum foam particles, while the aluminum heating plate coated with a thin layer of solder force, the aluminum foam particles spread down on the panel on another piece of the same stack after the surface of aluminum solder coated after processing, through the pros and cons of the two heating rolling and auxiliary vibration effect, get the final cooling of aluminum foam sandwich. The beneficial effect of the invention is that a foamed aluminum sandwich board with permeability is obtained without the coating process of filler metal. Made of aluminum foam prepared sandwich plate has the advantages of light weight, high energy absorption, damping, sound absorption (acoustic and acoustic), filtering and electromagnetic shielding function compatible, and has the characteristics of high rigidity, can be widely used in the field of architectural decoration industry, transportation etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及到废旧泡沫 铝的循环再利用技术。
技术介绍
泡沫铝是一种含有大量无序均勻分布闭合气孔的新型铝基金属材料，具有轻质 (比重P < 1)，高比强度和比刚度的结构特性，同时又具备隔声、隔热、阻燃、阻尼减振、冲 击能量吸收和电磁屏蔽等多种功能，实现了结构材料的轻质多功能化，因而具有广泛的应 用前景。工业化生产主要采用熔体发泡法生产泡沫铝，该方法是在铝熔体经过增黏、发泡和 控制凝固过程而获得一定孔结构特征的泡沫铝。一方面，由于泡沫化工艺中的不平衡和不 稳定过程，所得到泡沫铝的成品率不高，针对特定孔结构泡沫铝产品的成品率只有40% 60%，另一方面，发泡完成的泡沫铝原坯料在切割等后续加工过程中也会产生大量边角废 料，这些都导致泡沫铝企业在生产和加工过程中有大量废旧泡沫铝亟待处理。目前，泡沫铝生产企业对于废旧泡沫铝的处理方法主要有两种一是在熔体发泡 工艺前期的铝锭熔化过程中添加一定比例的废旧泡沫铝作为原料；二是将废旧泡沫铝通 过加入多种熔炼剂后熔炼除渣，再将得到的金属熔体回收再次用于发泡。泡沫铝在制备过 程中经过高温氧化过程，泡沫铝骨架表面被致密的氧化铝膜附着，这极大影响了上述两种 废旧泡沫铝的处理效果。以废旧泡沫铝作为原料与铝熔体混合熔化再发泡时，由于泡沫铝 本身的热传导性能不良，同时胞壁表面的致密氧化铝能够耐受较高温度，需要铝熔体长时 间保温并不断强力搅拌才能将废旧泡沫铝块体完全溶解，这不但使铝熔体的含氧量明显增 加，同时生产能耗增加，完全溶解了废旧泡沫铝的铝熔体内部由于大量氧化物颗粒夹杂，不 但使得铝熔体的发泡性能恶化，对于熔体黏度、发泡温度、搅拌时间、增黏剂和发泡剂的加 入量等很多重要工艺参数都产生影响，造成泡沫铝的成品率更难控制，也使发泡后的泡沫 铝出现强度和塑性等力学性能下降、易脆等问题，直接影响泡沫铝的使用性能。将废旧泡沫 铝熔炼回收时，则必须加入主要成分为氯盐和氟盐的覆盖剂、除渣剂、清炉剂和除气剂等多 种熔炼剂，研究表明，所加入的熔炼剂质量百分比高达50%以上，这些熔炼剂和废旧泡沫铝 的熔渣等废料总质量约占全部材料的70%以上，同时熔炼过程也要长时间保温，且两至三 次反复熔炼的铝熔体总回收率也仅能达到废旧泡沫铝总质量的80%左右。由于氯盐和氟盐 等熔渣废料具有一定的腐蚀性，如何进一步对生产废料进行减害化处理也是一个问题。此 外，经过重熔再回收所得到熔体中含氧量也有明显增加，这也同样影响发泡质量。
技术实现思路
针对现有泡沫铝生产过程中产生的大量废旧泡沫铝处理困难的问题，本专利技术公开 了。本专利技术的技术方案，具体制备步 骤如下第一步将废旧泡沫铝块体去除油污，洗净烘干，将干净干燥的废旧泡沫铝块体粉碎成 粒经为2mm IOmm颗粒，将所述废旧泡沫铝块体颗粒中掺入占质量百分比10% 30%的粒 径不大于0. 5mm的Si-Al合金粉末，加热至450°C 500°C，然后充分搅拌，使熔化的Si-Al 合金均勻涂擦在废旧泡沫铝颗粒上，备用；其中Si-Al合金中，Si的质量百分比为81% 95%, Al质量百分比为5% 19% ；第二步将面板A和面板B洗净干燥后，加热至430°C 500°C，将面板A平放铺在模具 中，备用；第三步将表面涂有Si-Al合金熔体的泡沫铝颗粒铺放在面板A的模具中，铺平后再将 面板B向下叠放在所述泡沫铝颗粒层上；第四步将模具放置在振动台上，轧压叠加的复合体，压下系数为1. 1 2. 2，然后启动 振动台，施加振幅为IOym 25μπι，振频为50 300Hz的振动，待模具温度降至400°C前 停止振动；第五步将轧压叠加的复合体翻转，使面板B在下平放在模具中，加热至420°C，保持 压力1. OMPa 2. OMPa,再次启动振动台，施加振幅为10 μ m 25 μ m，振频为50 300Hz 的振动，待模具温度降至400°C前停止振动；冷却后切割去边即得到泡沫铝夹芯复合板。进一步，所述第二步中还包括将Si-Al钎料溶化后反复刮擦加热后面板A和面 板B表面，此时钎料熔化被强迫铺展在面板A和面板B的表面，刮去面板A和面板B表面多 余的钎料熔体；其中Si-Al合金中，Zn的质量百分比为81% 95 Al质量百分比为5% 19%。进一步，所述面板为铝实体面板、铝打孔板或铝网格板。本专利技术的有益效果是在本专利技术中，经过粉碎的废旧泡沫铝颗粒的部分表面暴露 出了胞壁的铝骨架，此时加热ai-Ai合金粉末熔化，由于ai-Ai合金熔体具有优异的抗氧化 性，Zn-Al合金熔体在持续的搅拌过程中被强迫涂擦在泡沫铝颗粒表面形成&1-A1合金熔 体薄层，其中一部分S1-Al合金熔体层与表面被破坏的泡沫铝颗粒接触而发生熔合反应， 再平铺在表面已经涂覆有&1-A1合金层的铝面板并叠加另一铝面板后，在轧压和正反两次 加热振动过程中，泡沫铝颗粒表面的&1-A1熔体层相互接触形成接触颈，泡沫铝颗粒空隙 相互叠合并在ai-Α 合金熔体的表面张力作用形成相互连通的孔隙通道，铝面板表面与泡 沫铝颗粒表面的ai-Α 合金熔体也相互熔合连为一体，从而形成具有通孔结构的泡沫铝芯 层与铝面板的泡沫铝夹芯板。当实体铝面板换为铝打孔板或铝网格板时，在高温、压力和振 动的协同作用下，泡沫铝颗粒表面的ai-Α 合金熔体与铝打孔板或铝网格板的骨架部分熔 合，从而形成整体具有通透性的泡沫铝夹芯板。在本专利技术中，在不同温度下，Zn-Al合金熔体的铺展性和流动性表现不同，通过调 整不同温度，可以获得不同表面张力的&1-A1合金熔体，因而形成不同尺寸大小的接触颈； 压下系数也影响了泡沫铝颗粒的紧实度；在振动作用下，泡沫铝颗粒体会进一步紧实化， 同时促进颗粒表面的&1-A1合金熔体在毛细效应和重力作用下流动，进而形成不同的孔结 构。因此，温度、压下系数和振动等都直接影响泡沫铝芯层的通孔度和孔结构参数(孔形、 平均孔径和孔隙率等)。本专利技术所述及的制备泡沫铝夹芯板的方法所需原料为废旧泡沫铝，与已有废旧泡 沫铝的处理方法相比，直接将废料利用，生产能耗低，大大降低了材料生产成本。本专利技术所述及的制备泡沫铝夹芯板的方法经过粉碎、加热、搅拌，铺展和轧压等过程，工艺简单。本发 明所述及的泡沫铝夹芯板，通过控制面板类型、粉料规格、加热温度、压下系数和振动参数 可以方便地控制泡沫铝夹芯板的通孔度、孔隙率等材料参数。本专利技术所述的泡沫铝夹芯板 的主要原料是泡沫铝和Si-Al合金，不使用任何有机胶黏剂，耐热温度不低于350°C，加热 时不放出有害气体，服役安全可靠。本专利技术所述的泡沫铝夹芯板的制备方法不但可制备出 实体铝面板的通孔泡沫铝芯层的夹芯板，还可以制备出可用于吸声和过滤等的通透性泡沫 铝夹芯板，具有轻质、高能量吸收，阻尼减振，吸声(隔声和消声)，过滤和电磁屏蔽等多功 能兼容，同时具有高刚度的特点，可广泛用于建筑装饰、交通运输等工业领域。 具体实施例方式以下通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1:，将任意大小的废旧泡沫铝块体去除 油污，洗净烘干后粉碎成2mm大小的颗粒，掺入10%(质量百分比)的Si-Al合金粉末，其 中Si-Al合金中，Si为83 Al为17%，合金粉末平均粒径不大于0. 5mm;将长宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用废旧泡沫铝制备泡沫铝夹芯板的方法，具体制备步骤如下：第一步：将废旧泡沫铝块体去除油污，洗净烘干，将干净干燥的废旧泡沫铝块体粉碎成　粒径为２ｍｍ～１０ｍｍ颗粒，将所述废旧泡沫铝块体颗粒中掺入占质量百分比１０％～３０％的粒径不大于０．５ｍｍ的Ｚｎ－Ａｌ合金粉末，加热至４５０℃～５００℃，然后充分搅拌，使熔化的Ｚｎ－Ａｌ合金均匀涂擦在废旧泡沫铝颗粒上，备用；其中Ｚｎ－Ａｌ合金中，Ｚｎ的质量百分比为８１％～９５％，Ａｌ质量百分比为５％～１９％；第二步：将面板Ａ和面板Ｂ洗净干燥后，加热至４３０℃～５００℃，将面板Ａ平放铺在模具中，备用；第三步：将表面涂有Ｚｎ－Ａｌ合金熔体的泡沫铝颗粒铺放在面板Ａ的模具中，铺平后再将面板Ｂ向下叠放在所述泡沫铝颗粒层上；第四步：将模具放置在振动台上，轧压叠加的复合体，压下系数为１．１～２．２，然后启动振动台，施加振幅为１０μｍ～２５μｍ，振频为５０～３００Ｈｚ的振动，待模具温度降至４００℃前停止振动；第五步：将轧压叠加的复合体翻转，使面板Ｂ在下平放在模具中，加热至４２０℃，保持压力１．０ＭＰａ～２．０ＭＰａ，再次启动振动台，施加振幅为１０μｍ～２５μｍ，振频为５０～３００Ｈｚ的振动，待模具温度降至４００℃前停止振动；冷却后切割去边即得到泡沫铝夹芯复合板。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，吕昭平，吴渊，陈国良，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11