[发明专利]闭孔泡沫铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫铝合金，具体地涉及一种闭孔泡沫铝合金及其制备方法。

背景技术

泡沫铝合金是在铝合金中加入添加剂后经发泡工艺制备而成，同时兼有金属与气泡的特征，因此具有密度小、导热率低、耐高温、抗腐蚀、吸收冲击能力强、阻尼减震效果好、电磁屏蔽性能高、隔音降噪、耐候、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装等众多优点，在航空航天、海洋工业、交通运输工业、建筑结构工业等领域均有广泛应用。通常，泡沫铝合金分为气泡在其中独立存在的闭孔型和气泡在其中呈连续状态的开孔型两种类型。现有的闭孔型泡沫铝合金一般采用熔体发泡法制备工艺，发泡剂在熔体中难以搅拌均匀，并且冷却工艺不成熟，冷却过程易出现缩孔的现象，因此所形成的气泡大小、形状难以一致，成品率低、孔隙率高、强度不能满足使用要求。

CN 1161485C公开了一种制造闭孔泡沫铝合金的方法。取占合金总量质量分数3%-12%的铜、占合金总量质量分数的0.2%-1.2%的锰、占合金总量质量分数0.1%-0.5%的钛、占合金总量质量分数0.1%-0.4%的铬及余量铝，加热至熔化，保温，使温度均匀稳定；加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5%-5%增粘剂至铝合金熔液，搅拌均匀；加入相当于铝合金加入量(重量百分比)的0.5%-5%的发泡剂，搅拌，使发泡剂在熔体混合均匀；待发泡剂混合均匀后，提出搅拌桨，将坩锅保温1-10分钟，使发泡剂继续分解；待铝熔体生长稳定后采用各向同时冷却，使铝合金熔体泡沫冷却凝固后得到孔结构均匀且孔隙率高的闭孔泡沫铝合金。该发明的闭孔泡沫铝合金强度较低，抗冲击能力较差，耐腐蚀性能亦较差。

CN 1265004C公开了一种用于制造低孔隙率闭孔泡沫铝合金的方法，包括如下步骤：第一步，将铝合金加热至熔化，第二步，加入0.5-5%的增粘剂对铝合金搅拌增粘，第三步，加入占铝合金质量0.2-5.0%的发泡剂并搅拌均匀，第四步，以1000转/分-2000转/分钟的转速再搅拌10s-180s，第五步，提出搅拌桨，并将坩埚在640℃-750℃保温5s-300s，第六步，将保温后的泡沫铝合金熔体采用各向同时冷却得到低孔隙率闭孔泡沫铝合金。该发明还公开了一种低孔隙率闭孔泡沫铝合金，其孔隙率为50%-80%，其孔洞形状为球形或类球形。获得的低孔隙率泡沫铝合金比高孔隙率泡沫铝合金具有更高的强度和更好的吸能性能。该发明的闭孔泡沫铝合金缺点是耐腐蚀性能较差。

CN 100402683C公开了一种防锈闭孔泡沫铝合金，其包括铝、镁、钙、稀土，其中镁占铝的质量百分数为1%-11%，钙占铝的质量百分数为0.5%-5%，稀土占铝的质量百分数为0.10%-1.2%。该发明还公开了一种防锈闭孔泡沫铝的制备方法，包括以下几个步骤：首先将纯铝加热至熔化，加入相当于纯铝质量的1%-11%的镁、0.5%-5%的钙、0.10%-1.2%的稀土，静置10-30min，其次，使温度处于650℃-690℃，搅拌，再向熔体中加入发泡剂，搅拌，再保温，使得铝合金熔体泡沫化，然后将泡沫铝合金熔体冷却，获得防锈闭孔泡沫铝合金。该发明获得的防锈闭孔泡沫铝合金耐腐蚀性能良好、高比强度、高成品率，方法简单，成本低。该发明的闭孔泡沫铝合金缺点是吸收冲击能力较差、阻尼减震效果不好。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种闭孔泡沫铝合金，其气泡的大小、形状均匀一致，成品率高，强度高，耐腐蚀性能好。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种闭孔泡沫铝合金，包括以质量百分比wt%表示的如下组分：Ti 1-8wt%，Cr 0.5-5wt%，Co 0.2-4wt%，Ca 0.1-3wt%，纳米颗粒0.5-6wt%，余量Al。

所述Ti具有密度小而机械强度大的特点，在硬度相差无几的情况下Ti的重量几乎只有同体积钢铁的一半；Ti还具有极其优异的耐高低温及耐酸碱腐蚀性能，不易生锈；同时可塑性好，易于加工。

在本发明所述的闭孔泡沫铝合金中，所述Ti的质量百分比为1-8wt%，例如可以是1-5wt%，2-7wt%，3.5-6wt%，1.2-4.5wt%，6.8-8wt%，1wt%，1.3wt%，1.5wt%，1.6wt%，2wt%，2.5wt%，2.7wt%，3wt%，3.1wt%，3.5wt%，3.6wt%，4wt%，4.4wt%，4.5wt%，4.9wt%，5wt%，5.2wt%，5.5wt%，5.8wt%，6wt%，6.1wt%，6.5wt%，6.7wt%，7wt%，7.2wt%，7.5wt%，8wt%；优选为2-6wt%；最优选为3-5wt%。