一种具有连通孔结构泡沫金属材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有连通孔结构泡沫金属材料的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯泡沫塑料放入由金属粉末、阴离子表面活性剂和去离子水组成的浆料中浸渍，再将浸渍后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中离心，然后将离心后的聚氨酯泡沫塑料干燥，干燥后放入由金属粉末、粘合剂和去离子水组成的浆料中浸渍，再将浸渍后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中离心，得泡沫素坯；采用由金属粉末与消泡剂组成的浆料对泡沫素坯喷雾；将喷雾后的泡沫素坯干燥，干燥后放入烧结炉中热解烧结，得到具有连通孔结构泡沫金属材料。本发明专利技术设计合理、工艺简单、操作步骤简便且生产成本低廉，采用本方法制备的材料具有孔隙连通、无堵孔、结构均匀、孔隙率高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于泡沫金属材料
，尤其是涉及。
技术介绍
泡沫金属由于具有低密度、高孔隙率、高比强度、高比刚度、比表面积大、耐腐蚀、耐温以及降噪等优异性能，自20世纪40年代问世以来便得到了各国研究者的广泛关注。当前，泡沫金属已经在航空航天、电子通讯、建筑、交通运输、原子能、医学、环保、冶金以及机械等领域得到了推广应用。目前，制备泡沫金属材料的方法比较多，主要有熔体发泡法、熔模铸造法、固相烧结法和金属沉积法等。但是上述制备工艺都存在一定的局限性。随着泡沫金属材料制备方 法和技术的不断完善，泡沫金属材料制备工艺的发展趋势主要集中在两个方面制备高质量的泡沫金属，即泡沫金属结构形态均匀；简化工艺过程，降低生产成本。有机泡沫浸溃法工艺是制备泡沫材料的一种重要方法，该方法工艺简单，且制得的泡沫材料具有高气孔率以及开孔三维网状结构。但这种工艺也存在着一些不足之处聚氨酯泡沫与水基浆料间不具有良好的相容性，如不采取适当的预处理技术，挂浆后的素坯将存在泡沫孔筋裸露、孔筋涂覆不均匀等缺陷；由于涂覆的不连续和不均匀，使得孔筋不能抵抗在热解过程中产生的热应力而被破坏，从而产生裂纹等缺陷；由于浆料表面张力的作用，在排除多余浆料过程中浆料会在有机泡沫孔筋的交汇处聚集成团，干燥后即形成堵孔。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计合理、工艺简单、操作步骤简便且生产成本低廉的具有连通孔结构泡沫金属材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、将金属粉末、阴离子表面活性剂和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料A ;所述浆料A由以下重量百分比的原料组成金属粉末9% 50%，阴离子表面活性剂O. 1% 1%，去离子水49% 90% ；步骤二、将聚氨酯泡沫塑料放入步骤一中所述浆料A中浸溃，之后将浸溃后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，然后将离心后的聚氨酯泡沫塑料放入烘箱中进行干燥；所述聚氨酯泡沫塑料的孔径为10PPI 50PPI ；步骤三、将金属粉末、粘合剂和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料B ;所述浆料B由以下重量百分比的原料组成金属粉末49% 80%，粘合剂2% 10%，去离子水10% 49% ；步骤四、将步骤二中干燥后的聚氨酯泡沫塑料放入步骤三中所述浆料B中浸溃，之后将浸溃后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，得到泡沫素坯；步骤五、将金属粉末与消泡剂混合，搅拌均匀，配制成浆料C，然后将所述浆料C加入喷枪中，对步骤四中所述泡沫素坯进行喷射；所述浆料C由以下重量百分比的原料组成金属粉末10% 50%，消泡剂50% 90% ；步骤六、将步骤五中喷射后的泡沫素坯放入旋转烘干机中进行干燥；步骤七、将步骤六中干燥后的泡沫素坯包埋于氧化铝填料中在烧结炉中进行热解、烧结，得到具有连通孔结构泡沫金属材料。上述的，其特征在于，步骤一中所述金属粉末的平均粒度不大于40 μ m,步骤一中所述金属粉末为镍粉、镍基合金粉末、不锈钢粉末或铁基合金粉末；步骤二和步骤三中所述金属粉末与步骤一中所述金属粉末为同种金属粉末。上述的，其特征在于，步骤一中所 述阴离子表面活性剂为羧甲基纤维素、羧丙基纤维素或硬脂酸。上述的，其特征在于，步骤二中所述浸溃的时间为30s 60s ;步骤二中所述离心的时间为Imin 5min，所述离心机的转速为300r/min 1500r/min ;步骤二中所述干燥的温度为50°C 70°C，所述干燥的时间为12 24h。上述的，其特征在于，步骤三中所述粘合剂为聚乙烯醇、聚乙二醇或羧甲基纤维素。上述的，其特征在于，步骤四中所述浸溃的时间为30s 120s ;步骤四中所述离心的时间为Imin 5min，所述离心机的转速为 300r/min 1200r/min。上述的，其特征在于，步骤五中所述消泡剂为C7 C9醇、聚醚消泡剂或磷酸三丁酯，所述聚醚消泡剂消泡剂为GP型聚醚消泡剂、GPE型聚醚消泡剂或PPE型聚醚消泡剂。上述的，其特征在于，步骤五中所述喷枪的压力为O. 3MPa O. 7MPa，所述浆料C的喷射量为使聚氨酯泡沫塑料的外表面被完全覆盖。上述的，其特征在于，步骤六中所述旋转烘干机的转速为60r/min 300r/min,所述干燥的温度为60V 80°C,所述干燥的时间为12h 24h。上述的，其特征在于，步骤七中所述热解、烧结的保护气氛为真空或氢气气氛；所述热解、烧结是先在200°C 400°C下保温30min 120min，然后在400°C 600°C下保温60min 180min，最后在金属粉末O. 5 O. 9倍熔点温度下保温120min 180min。本专利技术与现有技术相比具有以下优点I、本专利技术制备方法设计合理、工艺简单、操作步骤简便且生产成本低廉。2、本专利技术制备的具有连通孔结构泡沫金属材料具有孔隙连通、无堵孔、结构均匀等特点，并且孔隙度达90%以上。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图I为本专利技术实施例2制备的具有连通孔结构泡沫镍铬合金材料的横截面形貌图。具体实施例方式实施例I本实施例的具有连通孔结构泡沫镍材料的制备方法包括以下步骤步骤一、将羰基镍粉、羧甲基纤维素和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料A ;所述浆料A由以下重量百分比的原料组成羰基镍粉9. 8%，羧甲基纤维素O. 2%，去离子水90% ;所述羰基镍粉的平均粒度为40 μ m ;所述羰基镍粉为镍粉的一种；步骤二、将孔径为10PPI的聚氨酯泡沫塑料放入步骤一中所述浆料A中浸溃60s， 之后将浸溃后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，然后将离心后的聚氨酯泡沫塑料放入烘箱中在50°C下干燥24h ;所述离心的时间为lmin，所述离心机的转速为1200r/min ；步骤三、将羰基镍粉、聚乙烯醇和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料B;所述浆料B由以下重量百分比的原料组成羰基镍粉60%，聚乙烯醇10%，去离子水30% ；步骤四、将步骤二中干燥后的聚氨酯泡沫塑料放入步骤三中所述浆料B中浸溃30s，之后将浸溃后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，得到泡沫素坯；所述离心的时间为lmin,所述离心机的转速为900r/min。步骤五、将羰基镍粉与磷酸三丁酯混合，搅拌均匀，配制成浆料C，然后将所述浆料C加入喷枪中，对步骤四中所述泡沫素坯进行喷射；所述浆料C由以下重量百分比的原料组成羰基镍粉30%，磷酸三丁酯70% ;所述喷射的压力为O. 3MPa ；步骤六、将步骤五中喷射后的泡沫素坯放入旋转烘干机中进行干燥；所述旋转烘干机的转速为60r/min，所述干燥的温度为80°C，所述干燥的时间为12h ；步骤七、将步骤六中干燥后的泡沫素坯包埋于氧化铝填料中在烧结炉中进行热解、烧结，得到具有连通孔结构泡沫镍材料；所述热解、烧结的保护气氛为真空；所述热解、烧结是先在200°C下保温60min，然后在50(TC下保温120min，最后在羰基镍粉O. 8倍熔点温度下保温180min。实施例2本实施例的具有连通孔结构泡沫镍铬合金材料的制备方法包括以下步骤步骤一、将镍铬合金粉末、羧丙基纤维素和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料A ;所述浆料A由以下重量百分比的原料组成镍铬合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有连通孔结构泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将金属粉末、阴离子表面活性剂和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料A；所述浆料A由以下重量百分比的原料组成：金属粉末9%～50%，阴离子表面活性剂0.1%～1%，去离子水49%～90%；步骤二、将聚氨酯泡沫塑料放入步骤一中所述浆料A中浸渍，之后将浸渍后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，然后将离心后的聚氨酯泡沫塑料放入烘箱中进行干燥；所述聚氨酯泡沫塑料的孔径为10PPI～50PPI；步骤三、将金属粉末、粘合剂和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料B；所述浆料B由以下重量百分比的原料组成：金属粉末49%～80%，粘合剂2%～10%，去离子水10%～49%；步骤四、将步骤二中干燥后的聚氨酯泡沫塑料放入步骤三中所述浆料B中浸渍，之后将浸渍后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，得到泡沫素坯；步骤五、将金属粉末与消泡剂混合，搅拌均匀，配制成浆料C，然后将所述浆料C加入喷枪中，对步骤四中所述泡沫素坯进行喷射；所述浆料C由以下重量百分比的原料组成：金属粉末10%～50%，消泡剂50%～90%；步骤六、将步骤五中喷射后的泡沫素坯放入旋转烘干机中进行干燥；步骤七、将步骤六中干燥后的泡沫素坯包埋于氧化铝填料中在烧结炉中进行热解、烧结，得到具有连通孔结构泡沫金属材料。...

【技术特征摘要】
1.ー种具有连通孔结构泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤一、将金属粉末、阴离子表面活性剂和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料A ;所述浆料A由以下重量百分比的原料组成金属粉末9% 50%，阴离子表面活性剂O. 1% 1%，去尚子水49% 90% ； 步骤ニ、将聚氨酯泡沫塑料放入步骤一中所述浆料A中浸溃，之后将浸溃后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，然后将离心后的聚氨酯泡沫塑料放入烘箱中进行干燥；所述聚氨酯泡沫塑料的孔径为10PPI 50PPI ； 步骤三、将金属粉末、粘合剂和去离子水混合，搅拌均匀，配制成浆料B ;所述浆料B由以下重量百分比的原料组成金属粉末49% 80%，粘合剂2% 10%，去离子水10% 49% ； 步骤四、将步骤ニ中干燥后的聚氨酯泡沫塑料放入步骤三中所述浆料B中浸溃，之后将浸溃后的聚氨酯泡沫塑料放入离心机中进行离心，得到泡沫素坯； 步骤五、将金属粉末与消泡剂混合，搅拌均匀，配制成浆料C，然后将所述浆料C加入喷枪中，对步骤四中所述泡沫素坯进行喷射；所述浆料C由以下重量百分比的原料组成金属粉末10% 50%，消泡剂50% 90% ； 步骤六、将步骤五中喷射后的泡沫素坯放入旋转烘干机中进行干燥； 步骤七、将步骤六中干燥后的泡沫素坯包埋于氧化铝填料中在烧结炉中进行热解、烧结，得到具有连通孔结构泡沫金属材料。2.根据权利要求I所述的ー种具有连通孔结构泡沫金属材料的制备方法，其特征在干，步骤一中所述金属粉末的平均粒度不大于40 μ m,步骤一中所述金属粉末为镍粉、镍基合金粉末、不锈钢粉末或铁基合金粉末；步骤ニ和步骤三中所述金属粉末与步骤一中所述金属粉末为同种金属粉末。3.根据权利要求I所述的ー种具有连通孔结构泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述阴离子表面活性剂为羧甲基纤维素、羧丙基纤维素或硬脂酸。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，汤慧萍，王建，向长淑，汪强兵，迟煜頔，康新婷，李亚宁，杨坤，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：