[发明专利]一种多孔铝合金的制备方法

说明书

本发明公开一种多孔铝合金的制备方法，属于多孔金属技术领域。首先，将预热的NaCl颗粒与铝合金熔体进行液态搅拌均混，冷却凝固后得到盐/铝合金复合坯；其次，将盐/铝合金复合坯加热到铝合金的半固态温度区，通过半固态挤压及剪切获得一定外观形状和长度的盐/铝合金复合体；最后，用水溶除盐/铝合金复合体中的NaCl颗粒，得到孔径范围5~200μm、孔隙率40%~70%的微米孔径多孔铝合金。本发明所制得的微米孔径多孔铝合金，孔结构及外观形状可控，制备工艺简单，成本低，可实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种多孔铝合金的制备方法，属于多孔金属技术领域。

背景技术

随着现代工业的发展，微米尺寸固体颗粒是工业气体排放中的主要污染物之一。工业废气中的固体颗粒的过滤，通常采用布袋式或塑烧板过滤器。布袋式过滤存在过滤效率低、使用寿命短等缺点，而塑烧板过滤存在价格高、不耐温等缺点。微米孔径多孔铝合金除具有过滤特性外，还具有铝合金的高强韧、耐高温、抗静电等性质，在高温工业废气的固气分离过滤领域有广阔的应用前景。

目前关于多孔铝合金的制备方法主要有渗流铸造法和粉末冶金法。在渗流铸造法中，当NaCl等渗流前驱颗粒尺寸小于200μm时，由于微细孔的毛细作用使熔体渗流不充分，渗流铸造法难以获得孔径小于200μm的微米孔径多孔铝合金。而粉末冶金法由于成本高、工艺复杂、无法生产大尺寸材料等而难以实现规模化工业生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔铝合金的制备方法，制备的微米孔径多孔铝合金，孔结构及外观形状可控，制备工艺简单，成本低，可实现工业化生产，具体包括以下步骤：

（1）铝合金熔化保温：将铝合金加热到高于铝合金液相线20~60℃的温度熔化，保温10~40min，获得铝合金熔体。

（2）NaCl颗粒分筛：将粒径范围在5~200μm的NaCl颗粒通过不同目数的分样筛筛选出不同粒径的NaCl颗粒。

（3）NaCl颗粒预热：根据目标孔隙率的要求，计算并称量NaCl颗粒的量，并将NaCl颗粒在300~500℃下预热20~50min。

（4）NaCl颗粒与铝合金熔体液态搅拌均混：将步骤（3）预热的NaCl颗粒加入到步骤（1）得到的铝合金熔体中，通过搅拌使NaCl颗粒均匀的分散在铝合金熔体中，冷却凝固后得到盐/铝合金复合坯。

（5）半固态挤压成形：将步骤（4）得到的盐/铝合金复合坯加热到铝合金固相体积分数为20%~60%所对应的温度，通过半固态挤压后进行剪切获得所需尺寸的盐/铝合金复合体。

（6）水溶除NaCl颗粒：将步骤（5）得到的盐/铝合金复合体空冷后在超声波清洗机中通过50~80℃的恒温水浴溶除NaCl颗粒1~5h，得到孔隙率为40%~70%、孔径范围与NaCl颗粒粒径范围相同的微米孔径多孔铝合金。

优选的，本发明步骤（2）中筛选出的NaCl颗粒的粒径范围分为5~38μm、38~58μm、58~80μm、80~106μm、106~120μm、120~150μm、150~180μm、180~200μm，在生产过程中，可根据所需多孔铝合金的孔径进行选择。

优选的，本发明步骤（4）中搅拌的条件为：搅拌速度为10~200r/min、搅拌时间为5~30min。

本发明所述多孔铝合金的断面形状通过挤压模具进行控制、长度通过定尺剪切进行控制；所得的微米孔径多孔铝合金的断面形状不受限制，根据实际需要进行选择，一般断面外观形状为：厚度2~10mm、断面宽度50~200mm的波浪状，或厚度2~10mm、外直径50~200mm的管状；其长度可根据需要进行剪切，一般在100~2000mm之间进行定尺剪切选取。

本发明所述的铝合金为具有一定半固态温度区间的铝基二元或多元合金。

发明原理