[实用新型]内孔表层为双金属复合梯度结构的泡沫铝

说明书

本实用新型公开了一种内孔表层为双金属复合梯度结构的泡沫铝，泡沫铝中均匀分布有无序排列的孔洞，孔洞壁覆盖有强化层。与传统造孔剂未裹附合金粉的泡沫铝内孔相比，裹附在造孔剂表面的金属粉末层，在经烧结去除造孔剂后，将作为开孔泡沫铝的内表面，对开孔泡沫铝的力学性能、耐久性、耐高温等应用有较大的提高。

技术领域

本实用新型属于泡沫铝技术领域，具体涉及一种内孔表层为双金属复合梯度结构的泡沫铝。

背景技术

泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料。它所具备的优异物理性能，特别是阻尼性能已引起广泛关注，并在消声、减震、分离工程、催化载体、屏蔽防护、吸能缓冲等一些高技术领域获得广泛应用。

用粉末冶金法制造泡沫铝材料，首先将铝粉或铝合金粉与少量的发泡剂混匀，如发泡剂为金属氢化物(metal hydride)用量通常不超过1％。将混匀的混合物压制成无残余通(开)孔(open porosity)的密实块体。常用的压实方法有：单轴向压制、挤压、粉末轧制。压实后还要做进一步的加工，诸如轧制、模锻或挤压，以使其成为半成品。然后，将此种可发泡的半成品加热到接近或高于混合物熔点的高温。在加热过程中，发泡剂分解，释放出大量的气体(氢)，迫使致密的压实材料膨胀，形成多孔隙的泡沫材料。泡沫铝材的密度或其孔隙率可通过发泡剂添加量或其他工艺参数如加热温度、加热速度等调控。

可用加工好的毛坯制取形状复杂的泡沫铝零件，方法是：将毛坯置于钢模内，加热、发泡与膨胀成近成品尺寸的零件。制取这种泡沫铝材的大致工艺参数为：纯铝粉或铝合金粉99％，氢化钛粉1％；在钢容器内20MPa的压力下，压实成无孔隙的块体；模锻成板块；600700℃发泡后冷却。如要制备三明治式复合材料，可在泡沫材的外表胶粘金属薄板。若需要纯金属式连接，则不用胶粘法，而在发泡前用轧制法将加工好的泡沫块体与外层的金属板轧压焊合，如轧制包铝材料那样。

用此粉末冶金法制作泡沫铝，虽然产品质量高，性能稳定，便于商业化生产，可用此法制备形状复杂的近成品尺寸的工件，机械加工量大为减少，制造周期缩短，工件的再现性高。但是工艺较复杂，力学强度低。

另外，单一材料的零件无法满足生产过程中多方面的要求。在实际生产中，零部件要求材料既有良好的韧性，以抵抗物料在工作中所受的冲击作用，防止部件发生断裂现象，同时又要求其具有高的强度及良好的耐磨性能，以保证部件的使用寿命和降低经济损失。但是一种材料同时具有高韧性和高硬度这两种性能在实际生产中是非常难以达到的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术中存在的不足，提供一种内孔表层为双金属复合梯度结构的泡沫铝。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种表层梯度结构的泡沫铝，所述泡沫铝中均匀分布有无序排列的孔洞，所述孔洞壁覆盖有强化层。

进一步地，孔洞的孔径为0.90-2.0mm，孔隙率50-70％。

进一步地，强化层为铝镁合金、铜锡合金或锌铁合金构成的金属层。该合金的再结晶温度与铝粉烧结再结晶温度相差不大，或在540-600℃之间。

上述的表层梯度结构的泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：

S1.将颗粒造孔剂与粘黏剂混合搅拌，使造孔剂表面均匀涂上粘黏剂；

S2.将S1步骤所得裹覆粘黏剂的造孔剂放入合金粉中，搅拌均匀，使造孔剂表面覆盖合金粉；

S3.将S2步骤所得覆盖合金粉的造孔剂颗粒与铝粉混合均匀；

S4.将S3步骤所得混合物装填入模具进行压制，得到预制样品；

S5.对S4步骤所得预制样品先在180-220℃加热1-2h，再在540-600℃加热2-3h，即得。