一种泡沫铝板的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种泡沫铝板的制造方法，该方法是将含有1%~3%发泡剂氢化钛粉末放入铝或铝合金管材内，再将多根装有氢化钛粉末的铝或铝合金管材，封装在铝或铝合金箱体中，经轧制加工致密后，进行发泡处理，制备出泡沫铝板。采用该方法，避免了铸造法的孔结构控制困难以及粉末冶金法制备成本较高的不足，与累积叠轧焊相比，该方法不仅可以使发泡剂分布均匀，孔隙体积可控，而且不受临界道次压下量的限制，并且由于采用本发明专利技术提出的方法，可以使用大断面尺寸的复合坯进行加工，因此，可以在较低的变形温度条件下，制造泡沫铝前驱体，操作方便，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料加工领域，特别涉及泡沫材料制造与应用。
技术介绍
随着社会的进步和科学技术的不断发展，人们对材料的要求不断提高，尤其在高科技领域，对超轻型结构及多功能材料提出了新的要求。多孔泡沫金属作为一种新型多功能材料，具有重量轻、隔音、隔热、防振、耐冲击及优良的电学性能和可回收性等特点，适应了当前低碳和轻量化的发展要求，在汽车、航空、航天、海陆空武器装备、通信、能源等方面有着潜在的用途。由于多孔泡沫金属具有如此多的性能及用途，而成为近年来国际材料界关注的一大热点。泡沫金属的研究已有60多年的历史，但真正规模化产业应用并不多，其原因，一是现有的制备工艺的关键技术尚未完全取得突破。对发泡剂发泡法而言，最大的优势在于低成本，生产工艺简单，便于工业推广应用，但存在孔结构控制困难的弱点，此外，该方法所得到的气孔尺寸都比较大(2-5mm)，不适合制备小尺寸制品或薄板。粉末冶金发泡法的优点是生产工艺相对简单；能够根据需求近终成形，直接做成复杂形状的零件，无需加工和粘结。但与熔体发泡技术相比，由于其原料采用的是铝粉或铝合金粉，价格较贵，且成品尺寸受到限制。累积叠轧焊法是采用工业板材以及通用的轧制和热处理设备，无需增加任何专用设备，生产工序少，降低了生产成本；并且多次反复轧制使得发泡剂颗粒细化并且致密化，结合强度高。但采用该方法制备的泡沫铝夹心板，需要50%以上的压下量，并且，生产效率低，成本也较高，发泡剂分布也不均勻。此外，该方法只适合制备板状材料，产品的形状受到限制。总之，目前多数制备工艺方法都无法对泡沫金属的结构参数进行有效控制和任意调整。因此，如何进一步降低成本，提出更稳定、更具有可重复性和孔结构更易控制的工艺技术，并能实现连续、稳定的低成本规模化生产，获得无缺陷的、性能优良的、质量可控的泡沫金属，是推进泡沫金属工业化应用和提高应用水平的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够进一步降低成本，提出更稳定、更具有可重复性和孔结构更易控制的工艺技术，并能实现连续、稳定的低成本规模化生产，获得无缺陷的、 性能优良的、质量可控的泡沫金属。为实现上述目的本专利技术提供的，是将含有19Γ3%发泡剂氢化钛粉末放入铝或铝合金管材内，再将多根装有氢化钛粉末的铝或铝合金管材，封装在铝或铝合金箱体中，经轧制加工后，进行发泡处理，制备出泡沫铝板。所述装入发泡剂的管材是工业纯铝或是铝合金，所述管材内径为;T50mm，壁厚 1 20mm，长度大于IOOmm0所述封装多根装有氢化钛粉末的铝或铝合金管材用的箱体材料，与装有氢化钛粉末的管材的材质相同或不同，所述铝或铝合金箱体材料厚度大于5mm。所述箱体的断面为方形、矩形或圆形。本专利技术，包括以下步骤(1)将发泡剂放入铝或铝合金管材内将铝或铝合金管材的一端，用工业纯铝块或树脂塞封住，将发泡剂放入管材内，经过冷压后，用工业纯铝块或普通的树脂将发泡剂封在管材内；(2)将多根装有发泡剂的铝合金管材封装在铝或铝合金箱体中将多根装有发泡剂的铝或铝合金管材，摆放在铝或铝合金箱体中，并用发泡剂密实管材与管材、管材与箱体之间的缝隙中，然后采用通常的焊接、铆接加工，将多根装有发泡剂的铝合金管材封装在箱体中，制成管材、发泡剂以及箱体复合坯；(3)轧制加工将复合坯采用常规的轧制加工方法，进行变形加工，制造成泡沫铝材料的前驱体，所述泡沫铝材料前驱体的相对密度大于90% ；轧制加工方法采用冷轧加工或采用热轧加工，当采用热轧加工时的加热温度应低于350°C，以防止发泡剂在轧制过程中发生分解；(4)发泡处理采用通常的发泡处理方法，将经过轧制变形加工后制成的泡沫铝材料前驱体发泡处理，制成泡沫铝板。用于装入发泡剂的管材，可以是工业纯铝，也可以是铝合金，管材内径为;T50mm， 壁厚广20mm，长度大于100mm。具体实施例方式本专利技术提供了一种泡沫铝板的新型制造方法，具体实施方式如下 实施例1 泡沫铝板材的制造1.箱体制备用厚度为15mm的工业纯铝板材，采用铆接方法，制成内部空间为900X500X300mm的开口箱体，开口部位的断面尺寸为500 X 300mm。2.将发泡剂封装在管材内工业纯铝管材内径10mm，壁厚5mm，锯切长度900mm。将管材的一端用工业纯铝块封住，发泡剂TiH2的质量分数为2%，其它为Al粉，将TiH2与Al粉在常温常压下混合均勻后装入工业纯铝管材中，经过冷压后，用普通的铝块将发泡剂封在管材内。3.制作泡沫铝前驱体将299根装入含发泡剂氢化钛粉末的工业纯铝管材，装入由厚度为15mm的工业纯铝板材制成的开口箱体中，并用发泡剂密实管材与管材、管材与箱体之间的缝隙中，然后采用通常铆接加工方法，将多根装有发泡剂的工业纯铝管材封装在箱体中，制成工业纯铝管材、发泡剂以及箱体复合坯。在室温条件下，将复合坯进行轧制加工，制成厚度为50mm的泡沫铝前驱体。4.发泡处理制备泡沫铝板材将泡沫铝前驱体锯切成800 X 500mm,装入加热炉中进行发泡处理，发泡温度为650°C， 发泡时间为lOmin。由此制成泡沫铝板材。实施例2 泡沫铝合金板材的制造与实施例1的不同之处在于箱体、管材以及管材封装材料均为5083铝合金，并且在采用轧制方法制备铝合金前驱体时的加热温度为300°C，经发泡处理最后制成泡沫铝合金板材。实施例3 7075铝合金/泡沫铝/7075铝合金三明治式复合板材的制造与实施例1和实施例2相比，箱体材料为25mm厚的7075铝合金，管材与封装材料均为工业纯铝，加热温度为330°C，采用轧制方法制备出厚度为50mm的前驱体，经发泡处理最终制备成7075铝合金/泡沫铝/7075铝合金三明治式复合板材。权利要求1.，其特征在于，将含有19Γ3%发泡剂氢化钛粉末放入铝或铝合金管材内，再将多根装有氢化钛粉末的铝或铝合金管材，封装在铝或铝合金箱体中，经轧制加工后，进行发泡处理，制备出泡沫铝板。2.根据权利要求1所述的泡沫铝板的新型制造方法，其特征在于，装入发泡剂的管材是工业纯铝或是铝合金，所述管材内径为3 50mm，壁厚广20mm，长度大于100mm。3.根据权利要求1所述的泡沫铝板的新型制造方法，其特征在于，封装多根装有氢化钛粉末的铝或铝合金管材用的箱体材料，与装有氢化钛粉末的管材的材质相同或不同，所述铝或铝合金箱体材料厚度大于5mm。4.根据权利要求1所述的泡沫铝板的新型制造方法，其特征在于，所述箱体的断面为方形、矩形或圆形。5.根据权利要求1-4中任一项所述的泡沫铝板的新型制造方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将发泡剂放入铝或铝合金管材内将铝或铝合金管材的一端，用工业纯铝块或树脂塞封住，将发泡剂放入管材内，经过冷压后，用工业纯铝块或普通的树脂将发泡剂封在管材内；(2)将多根装有发泡剂的铝合金管材封装在铝或铝合金箱体中将多根装有发泡剂的铝或铝合金管材，摆放在铝或铝合金箱体中，并用发泡剂密实管材与管材、管材与箱体之间的缝隙中，然后采用通常的焊接、铆接加工，将多根装有发泡剂的铝合金管材封装在箱体中，制成管材、发泡剂以及箱体复合坯；(3)轧制加工将复合坯采用常规的轧制加工方法，进行变形加工，制造成泡沫铝材料的前驱体，所述泡沫铝材料前驱体的相对密度大于90% ；轧制加工方法采用冷轧加工或采用热轧加工，当采用热轧加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种泡沫铝板的制造方法，其特征在于，将含有１％～３％发泡剂氢化钛粉末放入铝或铝合金管材内，再将多根装有氢化钛粉末的铝或铝合金管材，封装在铝或铝合金箱体中，经轧制加工后，进行发泡处理，制备出泡沫铝板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任学平，李殊霞，侯红亮，王耀奇，赵艳君，曲海涛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11