一種泡沫鋁的製造方法

2023-07-15 03:50:21 1

專利名稱：一種泡沫鋁的製造方法
技術領域：
本發明是涉及泡沫鋁的製取方法的改進。
泡沫鋁是基體內含有氣孔的一種新型材料。它具有密度小、比強度大、易加工、耐熱、隔音和隔熱效果好等特點，可廣泛應用於建築、船舶、航空、汽車製造工業。
泡沫鋁首先由美國埃塞耳公司(Etyl Corp)研製成功。日本在近二十年來對泡沫金屬有較好的研究成果，但到目前為止，還沒有達到大規模工業化生產的程度。從文獻上可知，泡沫鋁的生產方法分為直接發泡法，精密鑄造法和粉末冶金法等。
直接發泡法是一種較簡單易行的方法，它的一般過程為首先配製熔點低、固態強度高的基體合金，然後將發泡劑加入到金屬熔體中，進行攪拌，使發泡劑均勻分布在金屬熔體中，加熱使發泡劑分解，產生氣體，氣體的膨脹使金屬熔體發泡，再冷卻，即得到泡沫鋁。對該法的研究報導以日本的文獻居多，其中具有代表性的專利文獻有昭和36-19459、昭和39-803、昭和42-20602、昭和43-12483、昭和47-9551、昭和47-12573、昭和47-110007等。對該法的研究雖多，但使用的發泡劑都是氫化鈦、氫化鋯，而氫化鈦、氫化鋯的價格又非常昂貴，造成泡沫鋁的製作成本大輻度上升。
本發明的目的就是提供一種廉價天然石灰石作發泡劑的泡沫鋁的製取方法。
本發明的目的是這樣實現的1、製取鋁-矽-稀土合金按質量計，鋁、矽比為88-90％12-6％製取鋁矽合金，然後加入佔鋁矽合金質量的0.2-1.0％的混合稀土合金，製得鋁-矽-稀土合金的基體金屬；2、將上述基體金屬加熱至700-750℃溫度下熔化，然後降至600-620℃的溫度，加入佔基體金屬質量的5-30％氧化鋁增粘劑，或者通入壓縮空氣或氮氣，然後加入佔基體金屬和氧化鋁的總質量的5-15％的天然石灰石粉發泡劑，進行攪拌後，溫度升至640-750℃，發泡劑分解，產生氣體，使鋁合金髮泡，即製得泡沫鋁。
天然石灰石粉是以天然石灰石粉碎而成，該專利所取用的天然石灰石，即為市場通用的天然石灰石即可，該專利對天然石灰石無嚴格的要求。混合稀土合金亦是市場購置到的材料。
在基體金屬內可添加少量鈦，其添加量為基體金屬和氧化鋁的總質量的0.1-0.3％，可提高基體合金的強度。
由於天然石灰石的分解溫度較低(450-490℃)，而鋁的熔點高(660℃)，因此在往液態鋁加入石灰石時，石灰石就迅速分解，使發泡過程不能正常進行；本發明製得的鋁—矽—稀土合金的基體金屬，可降低其合金熔點至560-580℃，為使用廉價的天然石灰石作發泡劑創造了條件，可大輻度的降低泡沫鋁的製造成本。
實施例1取總量1000克鋁-矽-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+矽11.5％+混合稀土合金0.5％(質量)。然後降溫到600-620℃，加入增粘劑氧化鋁16％(質量)，以提高合金粘度。然後加入發泡劑即佔基體金屬和氧化鋁的總質量的5％天然石灰石，進行強烈攪拌，10分鐘後，升高爐料溫度到650-680℃，使發泡劑分解，所生成的CO2氣體使鋁合金髮泡，得到比重為0.5-0.6的灰色泡沫鋁。氣泡尺寸比較均勻，而且機械強度較好。
實施例2取總量1000克的鋁-矽-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+矽11％+混合稀土合金(質量)，熔化降溫到600-620℃，通入壓縮空氣15分鐘，然後加入氧化鋁8％(質量)，以提高合金的粘度，然後加入發泡劑即天然石灰石粉8％(質量)，進行強烈攪拌，10分鐘後提高爐溫到680-700℃，使發泡劑充分分解，所生成的CO2氣體使鋁合金髮泡，得到比重為0.45-0.55的灰色泡沫鋁。所得泡沫鋁氣泡平均尺寸在2毫米以下，且機械強度較大。
實施例3取合金組成為鋁88％+矽11.7％+鈦0.3％(質量)，其餘實驗步驟同實例2，得到氣泡平均尺寸在2毫米以下，且機械強度更好的優質泡沫鋁。
權利要求
1.一種泡沫鋁的製造方法(1)製取鋁-矽-稀土合金按質量計，以鋁、矽比為88-90％12-6％製取鋁矽合金，然後加入佔鋁矽合金質量的0.2-1.0％的混合稀土合金，製得鋁-矽-稀土合金的基體金屬。(2)將上述基體金屬加熱至700-750℃溫度下熔化，然後降至600-620℃的溫度，加入佔基體金屬質量的5-30％氧化鋁增粘劑，或者通入壓縮空氣或氮氣，然後加入佔基體金屬和氧化鋁的總質量的5-15％的天然石灰石粉，進行攪拌後，溫度升至640-750℃，發泡劑分解、產生氣體，使鋁合金髮泡，即製得發泡鋁金。
2.根據權利要求1所述的一種泡沫鋁的製造方法，其特徵在於取總量1000克鋁-矽-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+矽11.5％+混合稀土合金0.5％(質量)。然後降溫到600-620℃，加入增粘劑氧化鋁16％(質量)，以提高合金粘度。然後加入發泡劑即佔基體金屬和氧化鋁總質量的天然石灰石粉5％(質量)，進行強烈攪拌，10分鐘後，升高爐料溫度到650-680℃，使發泡劑分解，所生成的CO2氣體使鋁合金髮泡，得到比重為0.5-0.6的灰色泡沫鋁。氣泡尺寸比較均勻，而且機械強度較好。
3.根據權利要求1所述的一種泡沫鋁的製造方法，其特徵在於取總量1000克的鋁-矽-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+矽11％+混合稀土合金1％(質量)熔化降溫到600-620℃，通入壓縮空氣15分鐘，然後加入氧化鋁8％(質量)，以提高合金的粘度，然後加入發泡劑即天然石灰石粉8％(質量)，進行強烈攪拌，10分鐘後提高爐溫到680-700℃，使發泡劑充分分解，所生成的CO2氣體使鋁合金髮泡，得到比重為0.45-0.55的灰色泡沫鋁。所得泡沫鋁氣泡平均尺寸在2毫米以下，且機械強度較大。
全文摘要
本發明是涉及泡沫鋁的製取方法的改進。本發明按一定比例製得鋁－矽－稀土合金的基體金屬;將上述基體金屬加熱700—750℃溫度下熔化,然後降至600—620℃的溫度,加入佔基體金屬質量的5—30%氧化鋁增粘劑,或者通入壓縮空氣或氮氣,然後加入佔基體金屬和氧化鋁的總質量的5—15%的天然石灰石粉,溫度升至640—750℃發泡即成。本發明利用配製鋁－矽－稀土合金,可使廉價的天然石灰石作為發泡劑用於泡沫鋁的製作中,可節省大量泡沫鋁的製造成本。
文檔編號C22C1/08GK1208774SQ97115220
公開日1999年2月24日 申請日期1997年8月20日 優先權日1997年8月20日
發明者邱竹賢, 王兆文, 高炳亮, 李德生 申請人:瀋陽北方淨化技術有限公司