[发明专利]一种多孔金属材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔金属材料及其制备方法，属于多孔金属材料制造领域，该制备方法包括：裁剪金属合金板材；使用线切割机对板材进行机加工；对板材进行固定；用丙酮浸泡金属板材；使用电动刷对金属合金板材接触面打磨；用轧机加工板材，使两板材焊合；对轧制后板材进行热处理。本发明公开的多孔金属合金制备方法制备工艺简单，孔隙率高，孔洞尺寸均匀且可控。

技术领域

本发明属于多孔金属材料制造领域，更具体地，涉及一种多孔金属材料及其制备方法。

背景技术

随着行业发展和节能减排与轻量化的要求，目前的发展趋势对材料的性能要求越来越高，多孔金属材料是由金属基体与孔隙组成，是一种兼具结构和功能双重性能的材料。多孔金属材料因其比密度小、比刚度强、吸能效果强，一直是研究的热点。过去几十年，众多学者对多孔材料的制备提出了各自的方法，但目前的方法相对而言均存在一定的技术问题与限制条件，比如广泛采用的铸造法，虽易于工业生产，但其孔洞存在随机性，在基体中的分布不可控，且该生产方法能耗高，与节能减排的要求相违背，不符合绿色经济的总体要求；直接吹气法操作简单，只需运用一种吹气装置，但直接吹气法需要控制好生产泡沫的温度区间，并需要适当的溶液粘度，这样才可以产生稳定性强、孔隙均一的泡沫；熔融金属发泡法包括气体发泡法和固体发泡法，该种方法的关键措施是选择合适的增粘剂，控制金属粘度和搅拌速率；还有熔模铸造、沉积法、抽滤法均在操作简便上存在一定的局限性。

因此，亟需一种孔洞分布可控均一、孔隙率高、绿色环保、操作方便及低能耗的制备方法来推动多孔金属材料的发展。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种多孔金属材料及其制备方法，操作简单、孔隙率高、孔隙分布可控、孔隙形状可控、能耗小、绿色环保，具有广阔的应用前景。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种多孔金属材料的制备方法，包括：

(1)将金属板材裁剪成目标尺寸的块板材，将部分所述块板材加工成含有规则排列凹槽的多孔板材；

(2)将剩余的所述块板材分别与各所述多孔板材进行配对，得到配对好的块板材与多孔板材组成目标板材对，并对各所述目标板材对进行固定；

(3)将各所述目标板材对置入丙酮溶液中超声清洗后，在室温下晾干，对晾干后的目标板材对中的块板材和多孔板材表面进行打磨后，将目标板材对中的块板材和多孔板材固定，得到双层金属板材；

(4)将所述双层金属板材进行单道次轧制，然后对轧制后的双层金属板材进行热处理，得到多孔金属合金板材。

优选地，在步骤(1)中，使用线切割机将部分所述块板材加工成含有规则排列凹槽的多孔板材。

优选地，所述多孔板材上的规则排列凹槽，在横向与纵向上两凹槽间距相同，各凹槽宽度与深度相同。

优选地，在步骤(3)中，使用电动钢丝刷对晾干后的目标板材对中的块板材和多孔板材表面进行打磨，其中，所述电动钢丝刷的参数为：直径50mm、厚度14mm、钢丝直径0.28mm、转速为50r/min。

优选地，在步骤(4)中，使用轧机对所述双层金属板材进行单道次轧制，其中，所述轧机的参数为：最大轧制力50t，轧辊直径130mm，轧辊转速6-30rpm，轧辊宽度260mm。

优选地，在使用轧机对所述双层金属板材进行单道次轧制时，含凹槽的多孔板材靠近下轧辊。

优选地，使用轧机对所述双层金属板材进行单道次轧制过程的压下率为40～60％。

优选地，在步骤(4)中，使用马弗炉对轧制后的双层金属板材进行热处理，其中，加热温度为450-500℃、保温时间为1～4h。

优选地，在步骤(3)中使用的丙酮溶液浓度为95wt.％，清洗时间为10～15min。