[发明专利]一种镁铜多孔合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁铜多孔合金的制备方法，属于冶金技术领域。

背景技术

金属多孔（泡沫金属）材料是20世纪80年代后期国际上迅速发展起来的，是由刚性骨架和内部的孔洞组成，具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料。它具备的优异物理性能，如密度小、刚度大、比表面积大、吸能减振性能好、消音降噪效果好、电磁屏蔽性能高，使其应用领域已扩展到航空、电子、医用材料及生物化学领域等。Mg合金具有密度低、比强度高、比弹性模量高、比刚度高、阻尼性好、铸造性能和切削加工性能好、产品的外观质感好、优良的电磁屏蔽特性、导热性、易回收、储氢容量大、尺寸稳定性好等特点，是目前工业上可应用的最轻的金属结构材料。因此，镁铜合金多孔材料具有广泛的潜在用途。

为了得到不同性能的多孔金属，各种制备方法被相继提出，如直接发泡法，精密铸造法，气泡法，烧结法和电沉积法等。然而这些方法工艺比较复杂，能源损耗比较高。相比较而言采用普通熔炼的方式，进行工艺上的改进，能在较低温度制备出镁铜多孔材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有制备镁铜多孔合金的方法工艺复杂，能耗高等问题及不足。

本发明的目在于提供一种一种镁铜多孔合金的制备方法，具体包括将纯镁进行熔炼，然后在镁溶液中加入纯铜进行保温，并使纯铜沉浸在镁溶液中，待纯铜完全熔化后，将混合溶液浇注到模具中，空冷后得到镁铜多孔合金，浇注过程中进行搅拌。

优选的，本发明所述镁铜多孔合金中Cu的质量百分比为10~35%，其余为镁。

优选的，纯镁的熔炼过程为，将炉子温度加热到400~500℃，将称量好的纯镁放入炉子预热10~50min，然后将炉子加热到700~750℃，加覆盖剂并保温20~50min。

优选的，加入纯铜进行保温20~50min。

本发明所述原料纯镁、纯铜的纯度在99.98%以上。

本发明的原理：本发明普通浇筑的方式能得到镁铜多孔材料,它的机理主要是因为:融液凝固过程中,生成镁,铜元素会在剩余溶液中富集；随着冷却过程的进行,凝固的镁聚集在一起,包裹着富铜融液；进一步冷富铜融液会生成镁铜金属间化合物,它沿着生成的镁的晶界生长；因为快速冷却的体积收缩，在富铜液区生成一个一个圆柱形空洞。

本发明的有益效果是：

本发明制得的美铜合金多孔材料的空隙大小比较均匀，而且取向一致（如图1、2所示），这种特性使其在某些方面有独特的应用；镁铜多孔材料的抗压强度能达到的100~180Mpa；以一种普通的工艺方案制备出空隙大小均匀的镁铜合金，能耗低，工艺简单。

附图说明

图1实施例1得到的镁铜多孔材料竖截面；

图2实施例1得到的镁铜多孔材料横截面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

按照铜元素质量百分比15%量取纯镁、纯铜。使用普通实验电炉，将电炉温度设置为400℃，并在温度达到后将纯镁放入坩埚中预热，保温10分钟；随后将电炉温度设置为720℃，并在温度达到后保温40min；接着夹取称量好的纯铜，沉浸在镁熔液中，加入覆盖剂，保温40min；关闭电炉，将镁铜合金熔液浇注在模具中空冷，即可制备出镁铜合金多孔材料。

本实施例制备得到的镁铜合金多孔材料孔隙率为0.501，抗压强度达到130Mpa。

实施例2

按照铜元素质量百分比25%量取纯镁、纯铜。使用普通实验电炉，将电炉温度设置为350℃，并在温度达到后将纯镁放入坩埚中预热，保温15分钟；随后将电炉温度设置为750℃，并在温度达到后保温30min；接着夹取称量好的纯铜，沉浸在镁熔液中，加入覆盖剂，保温30min；关闭电炉，将镁铜合金熔液浇注在模具中空冷，即可制备出镁铜合金多孔材料。

本实施例制备得到的镁铜合金多孔材料孔隙率为0.686，抗压强度达到150Mpa。

实施例3

按照铜元素质量百分比30%量取纯镁、纯铜。使用普通实验电炉，将电炉温度设置为450℃，并在温度达到后将纯镁放入坩埚中预热，保温10分钟；随后将电炉温度设置为750℃，并在温度达到后保温30min；接着夹取称量好的纯铜，沉浸在镁熔液中，加入覆盖剂，保温30min；关闭电炉，将镁铜合金熔液浇注在模具中空冷，即可制备出镁铜合金多孔材料。

本实施例制备得到的镁铜合金多孔材料孔隙率为0.699，抗压强度达到175Mpa。

上面对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。