[发明专利]一种空心金属材料的制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种空心金属材料的制备装置，包括工作台和固定框架，固定框架由立柱和具有通孔、插销的第一横梁组成，固定框架的内腔中有磁力搅拌水浴锅和浆料容器，浆料容器中有浸渍篮，浸渍篮包括篮框、多孔底板和多孔盖板，篮框两侧连接有分别与第二横梁连接的第一提拉杆和第二提拉杆，多孔盖板上连接有第三提拉杆；同时本发明还公开了一种空心金属材料的制备方法，该方法将内支撑体进行预处理后在金属粉末浆料中浸渍，然后进行烧结，得到空心金属材料。本发明通过浸渍篮防止了内支撑体在浆料中出现漂浮的现象，避免了内支撑体出现的掉渣、滚落和二次污染的不足，实现了批量生产，制备的空心金属材料具有空隙率高、强度高和质量轻的特点。

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及一种空心金属材料的制备装置及方法。

背景技术

空心金属多孔复合材料是近年来发展起来的新型多孔材料，其具有质量轻、抗冲击防护性能好、能量吸收性能高等特点，在坦克装甲防爆和人体防护装备、交通运输抗撞击等领域中有很大的应用前景，目前制备空心状金属多孔复合材料多采用玻璃微球、球状氯化钠颗粒、聚氨酯泡沫、陶瓷等球状芯体，制作整体的三明治结构的空心金属多孔复合材料，得到的空心金属多孔复合材料内部结构空心状孔无法得到很好的分布控制，在制备过程中，有些内部填充物质无法脱除的支撑体材料，限定了该材料的应用领域；有些要求对内部填充物质进行脱除的，工艺复杂，如果脱除填充物过程中不彻底，会影响后期使用时的性能发挥，且在特殊环境中使用也有一定的安全隐患，且以上方法不能制备单独的空心金属材料。

在现有技术中，制作密度不大于1g/cm³的空心金属材料很难，只有3D打印技术是能够做到的，但是3D打印技术成本高，不适合批量生产，在现有技术中还有采用粉末冶金技术，在海绵上挂浆能够制作出密度低的空心金属材料，但是制备出的材料强度低，无法在实际中应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种空心金属材料的制备装置，该装置通过浸渍篮能够将内支撑体完全浸入到浆料中，实现了浸渍篮与内支撑体整体进行操作，避免出现内支撑体掉渣、滚落和二次污染的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种空心金属材料的制备装置，其特征在于，包括工作台和设置在所述工作台上的固定框架，所述固定框架由两根对称设置在所述工作台两端的立柱和固定连接在两根立柱之间的第一横梁组成，所述固定框架的内腔中安放有磁力搅拌水浴锅，所述磁力搅拌水浴锅中设置有浆料容器，所述浆料容器中设置有浸渍篮，所述浸渍篮包括篮框和与所述篮框固定连接的多孔底板，所述篮框的外侧壁上对称设置有第一提拉杆和第二提拉杆，所述篮框上设置有多孔盖板，且多孔盖板与所述多孔底板的直径相等。

上述的一种空心金属材料的制备装置，其特征在于，所述第一横梁上开设有两个竖通孔，且两个竖通孔外侧的第一横梁的上表面上分别对应固定安装有第一插销和第二插销，所述第一提拉杆和所述第二提拉杆的侧壁上开设有多个均匀分布的平行盲孔，所述第一提拉杆和所述第二提拉杆分别穿过第一横梁上开设的两个竖通孔，并通过对应的第一插销和第二插销与盲孔配合固定在第一横梁上。

上述的一种空心金属材料的制备装置，其特征在于，所述第一提拉杆和所述第二提拉杆之间且位于所述第一横梁的下方固定连接有第二横梁，所述第二横梁上开设有竖通孔，且竖通孔外侧的第二横梁的上表面上对应固定安装有第三插销，所述多孔盖板上固定连接有第三提拉杆，所述第三提拉杆的侧壁上开设有多个均匀分布的平行盲孔，所述第三提拉杆穿过第二横梁上开设的竖通孔，并通过对应的第三插销与盲孔配合固定在第二横梁上。

另外，本发明还提供了一种具有空隙率高、强度高和质量轻的空心金属材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将预处理浆料加入到浆料容器中后进行搅拌处理，然后将内支撑体放入到浸渍篮中后进行浸渍和烘干，再在浸渍篮中得到浸渍有预处理浆料的内支撑体；

步骤二、将超细金属粉末配制得到金属粉末浆料；