[发明专利]金属连续发泡工艺

说明书

一种金属连续发泡新工艺，(1)将熔化后的金属液引入到搅拌罐中，加入粘稠剂；(2)将搅拌器伸入到搅拌罐，该搅拌器的搅拌杆内部设有空腔，在搅拌器的搅拌桨叶上设置有与空腔相通的小气孔，搅拌杆内通过气管与装有液氮或干冰的罐相接；(3)启动搅拌器，通过气管向搅拌杆内通入液氮或干冰，液氮或干冰吸热汽化，从小气孔排出，边通气边搅拌，汽化后的液氮或干冰在金属液中形成气泡，在通过搅拌器搅拌使气泡均匀分布在金属液中；(4)待温度接近金属液开始凝固之前，打开搅拌罐底部的出料口，搅拌完成后的金属液流入到模铸生产线中直接浇铸成型；(5)待搅拌完成后，升起搅拌器，保持气孔通畅下冷却搅拌便于下次使用。

技术领域

本发明涉及金属发泡技术领域，具体涉及一种金属连续发泡新工艺。

背景技术

多孔泡沫金属材料由金属骨架及孔隙所组成，是近几十年发展起来的一种功能材料。自问世以来，作为结构材料，它具有轻质、高比强度的特点；作为功能材料，它具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能，兼之其可回收的特点，适应了当前发展的需要，在国内外一般工业领域及高技术领域得到了越来越广泛的应用。

目前已研制出的多孔泡沫金属材料有泡沫铝(及泡沫铝合金)、泡沫镍、泡沫锌、泡沫铅、泡沫钛、泡沫铸铁及泡沫钢等，其中泡沫铝的研究最为成熟，并在实际应用中展现出广阔的前景。泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。

泡沫铝传统制备方法中，熔体发泡法工艺如下：在铝液中加入增粘剂，搅拌均匀后加入发泡剂，放入到一定温度的模具中进行发泡而成。其具体的工具参数为：增粘剂采用钙粒，其添加温度对熔体的粘度有很大影响，温度越高粘度越大，在660℃添加2％Ca粒搅拌10min可以获得合适的熔体发泡粘度。折叶桨式搅拌器的搅拌效果理想，采用边加入边提高转速的方法添加TiH₂易于将发泡剂分散均匀。选用粒度为74μmTiH₂颗粒可以得到较高孔隙率的泡沫。氢化钛添加量宜在1.0～1.6％范围，发泡温度选择620～630℃范围，冷却方式在空气中自然缓冷，并使发泡槽温度高于熔体10℃。可以实现不同厚度500mm×1000mm×X的铝合金泡沫铝板材的制备。

传统制备方法缺点如下：1.不能实现连续制备，导致生产率低，材料成型长度受限制；2.由于发泡时材料为开放式静置，因此，所生成的气泡会汇聚变大，从而影响材料性能，甚至形成空洞；同时，静置导致铝合金下降，气泡上升，使得现有工艺成品率难以超过40％，客观上造成了资源浪费，提高了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种成型率高，发泡质量稳定的金属连续发泡新工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种金属连续发泡新工艺，步骤如下：

(1)将熔化后的金属液引入到搅拌罐中，加入粘稠剂，发泡剂可加可不加，若加入发泡剂，加入量不超过理论加入量的1/5；

(2)将搅拌器伸入到搅拌罐中，该搅拌器的搅拌杆内部设有空腔(空心状)，在搅拌器的搅拌桨叶上设置有与空腔相通的小气孔，搅拌杆内通过气管与装有液氮或干冰的罐相接，在搅拌杆旋转的过程中气管保持不转动；

(3)打开气管上的阀门，启动搅拌器，通过气管向搅拌杆内通入液氮或干冰，液氮或干冰吸热汽化，形成压力，从小气孔中排出，将搅拌齿逐渐浸入制备好的稍粘金属熔液中，边通气边搅拌，或者先通入液氮或干冰后再搅拌，汽化后的液氮或干冰在金属液中形成气泡，在通过搅拌器搅拌使气泡均匀分布在金属液中；