專利名稱：一種泡沫鋁板的制造方法
技術領域：
本發明涉及材料加工領域，特別涉及泡沫材料制造與應用。
背景技術：
隨著社會的進步和科學技術的不斷發展，人們對材料的要求不斷提高，尤其在高科技領域，對超輕型結構及多功能材料提出了新的要求。多孔泡沫金屬作為一種新型多功能材料，具有重量輕、隔音、隔熱、防振、耐沖擊及優良的電學性能和可回收性等特點，適應了當前低碳和輕量化的發展要求，在汽車、航空、航天、海陸空武器裝備、通信、能源等方面有著潛在的用途。由于多孔泡沫金屬具有如此多的性能及用途，而成為近年來國際材料界關注的一大熱點。泡沫金屬的研究已有60多年的歷史，但真正規模化產業應用并不多，其原因，一是現有的制備工藝的關鍵技術尚未完全取得突破。對發泡劑發泡法而言，最大的優勢在于低成本，生產工藝簡單，便于工業推廣應用，但存在孔結構控制困難的弱點，此外，該方法所得到的氣孔尺寸都比較大(2-5mm)，不適合制備小尺寸制品或薄板。粉末冶金發泡法的優點是生產工藝相對簡單；能夠根據需求近終成形，直接做成復雜形狀的零件，無需加工和粘結。但與熔體發泡技術相比，由于其原料采用的是鋁粉或鋁合金粉，價格較貴，且成品尺寸受到限制。累積疊軋焊法是采用工業板材以及通用的軋制和熱處理設備，無需增加任何專用設備，生產工序少，降低了生產成本；并且多次反復軋制使得發泡劑顆粒細化并且致密化，結合強度高。但采用該方法制備的泡沫鋁夾心板，需要50%以上的壓下量，并且，生產效率低，成本也較高，發泡劑分布也不均勻。此外，該方法只適合制備板狀材料，產品的形狀受到限制。總之，目前多數制備工藝方法都無法對泡沫金屬的結構參數進行有效控制和任意調整。因此，如何進一步降低成本，提出更穩定、更具有可重復性和孔結構更易控制的工藝技術，并能實現連續、穩定的低成本規模化生產，獲得無缺陷的、性能優良的、質量可控的泡沫金屬，是推進泡沫金屬工業化應用和提高應用水平的關鍵。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠進一步降低成本，提出更穩定、更具有可重復性和孔結構更易控制的工藝技術，并能實現連續、穩定的低成本規模化生產，獲得無缺陷的、 性能優良的、質量可控的泡沫金屬。為實現上述目的本發明提供的一種泡沫鋁板的制造方法，是將含有19Γ3%發泡劑氫化鈦粉末放入鋁或鋁合金管材內，再將多根裝有氫化鈦粉末的鋁或鋁合金管材，封裝在鋁或鋁合金箱體中，經軋制加工后，進行發泡處理，制備出泡沫鋁板。所述裝入發泡劑的管材是工業純鋁或是鋁合金，所述管材內徑為;T50mm，壁厚 1 20mm，長度大于IOOmm0所述封裝多根裝有氫化鈦粉末的鋁或鋁合金管材用的箱體材料，與裝有氫化鈦粉末的管材的材質相同或不同，所述鋁或鋁合金箱體材料厚度大于5mm。所述箱體的斷面為方形、矩形或圓形。本發明一種泡沫鋁板的制造方法，包括以下步驟
(1)將發泡劑放入鋁或鋁合金管材內將鋁或鋁合金管材的一端，用工業純鋁塊或樹脂塞封住，將發泡劑放入管材內，經過冷壓后，用工業純鋁塊或普通的樹脂將發泡劑封在管材內；
(2)將多根裝有發泡劑的鋁合金管材封裝在鋁或鋁合金箱體中將多根裝有發泡劑的鋁或鋁合金管材，擺放在鋁或鋁合金箱體中，并用發泡劑密實管材與管材、管材與箱體之間的縫隙中，然后采用通常的焊接、鉚接加工，將多根裝有發泡劑的鋁合金管材封裝在箱體中，制成管材、發泡劑以及箱體復合坯；
(3)軋制加工將復合坯采用常規的軋制加工方法，進行變形加工，制造成泡沫鋁材料的前驅體，所述泡沫鋁材料前驅體的相對密度大于90% ；軋制加工方法采用冷軋加工或采用熱軋加工，當采用熱軋加工時的加熱溫度應低于350°C，以防止發泡劑在軋制過程中發生分解；
(4)發泡處理采用通常的發泡處理方法，將經過軋制變形加工后制成的泡沫鋁材料前驅體發泡處理，制成泡沫鋁板。用于裝入發泡劑的管材，可以是工業純鋁，也可以是鋁合金，管材內徑為;T50mm， 壁厚廣20mm，長度大于100mm。
具體實施例方式本發明提供了一種泡沫鋁板的新型制造方法，具體實施方式
如下 實施例1 泡沫鋁板材的制造
1.箱體制備
用厚度為15mm的工業純鋁板材，采用鉚接方法，制成內部空間為900X500X300mm的開口箱體，開口部位的斷面尺寸為500 X 300mm。2.將發泡劑封裝在管材內
工業純鋁管材內徑10mm，壁厚5mm，鋸切長度900mm。將管材的一端用工業純鋁塊封住，發泡劑TiH2的質量分數為2%，其它為Al粉，將TiH2與Al粉在常溫常壓下混合均勻后裝入工業純鋁管材中，經過冷壓后，用普通的鋁塊將發泡劑封在管材內。3.制作泡沫鋁前驅體
將299根裝入含發泡劑氫化鈦粉末的工業純鋁管材，裝入由厚度為15mm的工業純鋁板材制成的開口箱體中，并用發泡劑密實管材與管材、管材與箱體之間的縫隙中，然后采用通常鉚接加工方法，將多根裝有發泡劑的工業純鋁管材封裝在箱體中，制成工業純鋁管材、發泡劑以及箱體復合坯。在室溫條件下，將復合坯進行軋制加工，制成厚度為50mm的泡沫鋁前驅體。4.發泡處理制備泡沫鋁板材
將泡沫鋁前驅體鋸切成800 X 500mm,裝入加熱爐中進行發泡處理，發泡溫度為650°C， 發泡時間為lOmin。由此制成泡沫鋁板材。
實施例2 泡沫鋁合金板材的制造
與實施例1的不同之處在于箱體、管材以及管材封裝材料均為5083鋁合金，并且在采用軋制方法制備鋁合金前驅體時的加熱溫度為300°C，經發泡處理最后制成泡沫鋁合金板材。實施例3 7075鋁合金/泡沫鋁/7075鋁合金三明治式復合板材的制造
與實施例1和實施例2相比，箱體材料為25mm厚的7075鋁合金，管材與封裝材料均為工業純鋁，加熱溫度為330°C，采用軋制方法制備出厚度為50mm的前驅體，經發泡處理最終制備成7075鋁合金/泡沫鋁/7075鋁合金三明治式復合板材。
權利要求
1.一種泡沫鋁板的制造方法，其特征在于，將含有19Γ3%發泡劑氫化鈦粉末放入鋁或鋁合金管材內，再將多根裝有氫化鈦粉末的鋁或鋁合金管材，封裝在鋁或鋁合金箱體中，經軋制加工后，進行發泡處理，制備出泡沫鋁板。
2.根據權利要求1所述的泡沫鋁板的新型制造方法，其特征在于，裝入發泡劑的管材是工業純鋁或是鋁合金，所述管材內徑為3 50mm，壁厚廣20mm，長度大于100mm。
3.根據權利要求1所述的泡沫鋁板的新型制造方法，其特征在于，封裝多根裝有氫化鈦粉末的鋁或鋁合金管材用的箱體材料，與裝有氫化鈦粉末的管材的材質相同或不同，所述鋁或鋁合金箱體材料厚度大于5mm。
4.根據權利要求1所述的泡沫鋁板的新型制造方法，其特征在于，所述箱體的斷面為方形、矩形或圓形。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的泡沫鋁板的新型制造方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將發泡劑放入鋁或鋁合金管材內將鋁或鋁合金管材的一端，用工業純鋁塊或樹脂塞封住，將發泡劑放入管材內，經過冷壓后，用工業純鋁塊或普通的樹脂將發泡劑封在管材內；(2)將多根裝有發泡劑的鋁合金管材封裝在鋁或鋁合金箱體中將多根裝有發泡劑的鋁或鋁合金管材，擺放在鋁或鋁合金箱體中，并用發泡劑密實管材與管材、管材與箱體之間的縫隙中，然后采用通常的焊接、鉚接加工，將多根裝有發泡劑的鋁合金管材封裝在箱體中，制成管材、發泡劑以及箱體復合坯；(3)軋制加工將復合坯采用常規的軋制加工方法，進行變形加工，制造成泡沫鋁材料的前驅體，所述泡沫鋁材料前驅體的相對密度大于90% ；軋制加工方法采用冷軋加工或采用熱軋加工，當采用熱軋加工時的加熱溫度應低于350°C，以防止發泡劑在軋制過程中發生分解；(4)發泡處理采用通常的發泡處理方法，將經過軋制加工后制成的泡沫鋁材料前驅體發泡處理，制成泡沫鋁板。
全文摘要
本發明提供了一種泡沫鋁板的制造方法，該方法是將含有1%~3%發泡劑氫化鈦粉末放入鋁或鋁合金管材內，再將多根裝有氫化鈦粉末的鋁或鋁合金管材，封裝在鋁或鋁合金箱體中，經軋制加工致密后，進行發泡處理，制備出泡沫鋁板。采用該方法，避免了鑄造法的孔結構控制困難以及粉末冶金法制備成本較高的不足，與累積疊軋焊相比，該方法不僅可以使發泡劑分布均勻，孔隙體積可控，而且不受臨界道次壓下量的限制，并且由于采用本發明提出的方法，可以使用大斷面尺寸的復合坯進行加工，因此，可以在較低的變形溫度條件下，制造泡沫鋁前驅體，操作方便，成本低。
文檔編號B21C37/02GK102205359SQ20111012478
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者任學平, 侯紅亮, 曲海濤, 李殊霞, 王耀奇, 趙艷君 申請人:北京科技大學