[发明专利]一种泡沫铝的制造方法

说明书

本发明是涉及泡沫铝的制取方法的改进。

泡沫铝是基体内含有气孔的一种新型材料。它具有密度小、比强度大、易加工、耐热、隔音和隔热效果好等特点，可广泛应用于建筑、船舶、航空、汽车制造工业。

泡沫铝首先由美国埃塞耳公司(Etyl Corp)研制成功。日本在近二十年来对泡沫金属有较好的研究成果，但到目前为止，还没有达到大规模工业化生产的程度。从文献上可知，泡沫铝的生产方法分为直接发泡法，精密铸造法和粉末冶金法等。

直接发泡法是一种较简单易行的方法，它的一般过程为：首先配制熔点低、固态强度高的基体合金，然后将发泡剂加入到金属熔体中，进行搅拌，使发泡剂均匀分布在金属熔体中，加热使发泡剂分解，产生气体，气体的膨胀使金属熔体发泡，再冷却，即得到泡沫铝。对该法的研究报道以日本的文献居多，其中具有代表性的专利文献有昭和36-19459、昭和39-803、昭和42-20602、昭和43-12483、昭和47-9551、昭和47-12573、昭和47-110007等。对该法的研究虽多，但使用的发泡剂都是氢化钛、氢化锆，而氢化钛、氢化锆的价格又非常昂贵，造成泡沫铝的制作成本大辐度上升。

本发明的目的就是提供一种廉价天然石灰石作发泡剂的泡沫铝的制取方法。

本发明的目的是这样实现的：

1、制取铝-硅-稀土合金：

按质量计，铝、硅比为88-90％：12-6％制取铝硅合金，然后加入占铝硅合金质量的0.2-1.0％的混合稀土合金，制得铝-硅-稀土合金的基体金属；

2、将上述基体金属加热至700-750℃温度下熔化，然后降至600-620℃的温度，加入占基体金属质量的5-30％氧化铝增粘剂，或者通入压缩空气或氮气，然后加入占基体金属和氧化铝的总质量的5-15％的天然石灰石粉发泡剂，进行搅拌后，温度升至640-750℃，发泡剂分解，产生气体，使铝合金发泡，即制得泡沫铝。

天然石灰石粉是以天然石灰石粉碎而成，该专利所取用的天然石灰石，即为市场通用的天然石灰石即可，该专利对天然石灰石无严格的要求。混合稀土合金亦是市场购置到的材料。

在基体金属内可添加少量钛，其添加量为基体金属和氧化铝的总质量的0.1-0.3％，可提高基体合金的强度。

由于天然石灰石的分解温度较低(450-490℃)，而铝的熔点高(660℃)，因此在往液态铝加入石灰石时，石灰石就迅速分解，使发泡过程不能正常进行；本发明制得的铝—硅—稀土合金的基体金属，可降低其合金熔点至560-580℃，为使用廉价的天然石灰石作发泡剂创造了条件，可大辐度的降低泡沫铝的制造成本。

实施例1：

取总量1000克铝-硅-稀土合金，在温度700-750℃下熔化均匀。合金配比为铝88％+硅11.5％+混合稀土合金0.5％(质量)。然后降温到600-620℃，加入增粘剂氧化铝16％(质量)，以提高合金粘度。然后加入发泡剂即占基体金属和氧化铝的总质量的5％天然石灰石，进行强烈搅拌，10分钟后，升高炉料温度到650-680℃，使发泡剂分解，所生成的CO₂气体使铝合金发泡，得到比重为0.5-0.6的灰色泡沫铝。气泡尺寸比较均匀，而且机械强度较好。

实施例2：

取总量1000克的铝-硅-稀土合金，在温度700-750℃下熔化均匀。合金配比为铝88％+硅11％+混合稀土合金(质量)，熔化降温到600-620℃，通入压缩空气15分钟，然后加入氧化铝8％(质量)，以提高合金的粘度，然后加入发泡剂即天然石灰石粉8％(质量)，进行强烈搅拌，10分钟后提高炉温到680-700℃，使发泡剂充分分解，所生成的CO₂气体使铝合金发泡，得到比重为0.45-0.55的灰色泡沫铝。所得泡沫铝气泡平均尺寸在2毫米以下，且机械强度较大。

实施例3：

取合金组成为铝88％+硅11.7％+钛0.3％(质量)，其余实验步骤同实例2，得到气泡平均尺寸在2毫米以下，且机械强度更好的优质泡沫铝。