[发明专利]一种液相混合轧制包覆制备泡沫铝夹芯板的方法

说明书

本发明属于层状复合材料制备领域，公开了一种液相混合轧制包覆制备泡沫铝夹芯板的方法的制备方法。具体步骤如下：首先，将铝合金熔化并保温；其次，将得到的铝合金熔体温度降温到一定值后，向其中加入稳定剂和发泡剂并搅拌均匀后，以一定的急冷速率急冷一段时间，得到可发泡预制坯；而后，将可发泡预制坯嵌入铝套后进行轧制，得到夹有预制坯的可发泡夹芯结构；最后，将上述可发泡夹芯结构放入红外线发泡炉内进行快速发泡，即可制得具有冶金结合界面的铝/铝复合的泡沫铝夹芯板，极大地提高了泡沫铝材料的力学性能，拓宽泡沫铝材料的应用范围。

技术领域

本发明属于层状复合材料制备领域，具体涉及一种液相混合轧制包覆制备泡沫铝夹芯板的方法。

背景技术

以泡沫铝为芯材、以金属板为面板制成的三明治式复合结构，简称泡沫铝夹芯板。泡沫铝夹芯板具有质量轻、高比刚度、高比强度和减震吸能等特点，在交通运输、航空航天和建筑等领域具有广泛的应用前景。

现有制备泡沫铝夹芯板的方法有粉末包覆轧制法和液相铸轧法。德国专利DE4426627C2公开了一种粉末包覆轧制法制备泡沫铝夹芯板材的方法。该方法首先将铝粉与发泡剂、添加剂进行充分混合，然后将混合物经冷等静压压制成密实的预制坯体，再经挤压、包覆后通过热轧和冷轧使预制坯体与面板复合，最后放入发泡炉内并使温度升至预制坯体所用基体金属的固相线以上并保温一定时间，利用发泡剂分解产生的气体在熔融状态下的芯层内部形成无数的气孔，经冷却可得到泡沫铝夹芯板材料。该方法与文献《Aluminium Foam Sandwich Panels:Manufacture,Metallurgy and Applications》公开的一种采用粉末冶金法制备泡沫铝夹芯板材的方法相似。

发明专利CN101905326A公布了一种泡沫铝夹芯板制备方法。该方法首先将雾化法制得的铝-硅合金粉末与一定比例的发泡剂粉和金属镁粉混合均匀，灌装于一封闭的薄壁钢(或铝合金)管，灌粉后将管材另一端密封后制成轧制坯料，在冷轧机上慢速轧制复合，所得的复合板经切边后按照发泡模具尺寸切取发泡预制坯，预制坯在模具中受限发泡得到泡沫铝夹芯板。

发明专利CN200510052089具体公开了一种泡沫金属的铸轧连续生产方法，采用熔体二次发泡的方式制备泡沫铝夹芯板。这种方法首先将45#钢和纯铝分别在1450℃和720℃下熔化，然后在铝熔体中加入增黏剂和发泡剂，通过搅拌使它们在铝熔体中均匀分散。再将45#钢和铝熔体浇入4挡板的立式两辊轧机并进行轧制，得到钢/铝/钢夹层板发泡前躯体带材，该带材再经二次加热和发泡，可得到钢/泡沫铝/钢复合的泡沫铝夹芯板。

上述现有技术中由于采用粉末冶金和液相铸轧等方法使得生产设备复杂，工艺流程较长，制作成本高，坯料损失率较高，并且泡沫铝夹芯板的厚度和芯层结构也不易控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种液相混合轧制包覆制备泡沫铝夹芯板的方法的制备方法，同时提高制品的成材率，并获得厚度可控，具有冶金结合界面的泡沫铝夹芯板。首先，将铝合金熔化并保温；其次，将得到的铝合金熔体温度降温到一定值后，向其中加入稳定剂和发泡剂并搅拌均匀后，以一定的急冷速率急冷一段时间，得到可发泡预制坯；而后，将可发泡预制坯嵌入铝套后进行轧制，得到夹有预制坯的可发泡夹芯结构；最后，将上述可发泡夹芯结构放入红外线发泡炉内进行快速发泡，即可制得具有冶金结合界面的铝/铝复合的泡沫铝夹芯板。

本发明的具体技术方案为：

一种液相混合轧制包覆制备泡沫铝夹芯板的方法的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝合金在690～730℃下熔化并保温15～25min，形成铝合金熔体；上述铝合金的成分为Al-Si-Mg-Ca的铝硅镁钙四元合金，其中Si占所用铝合金的质量百分比为8～12％，Mg占所用铝合金的质量百分比为1～4％，Ca占所用铝合金的质量百分比为1～3％，余量为Al；