[发明专利]一种镁铝金属间化合物增强泡沫铝的方法

摘要

本发明涉及一种镁铝金属间化合物增强泡沫铝的方法，是针对泡沫铝块体强度低、抗压能力差的情况，采用在泡沫铝块中填充镁铝金属间化合物，经加热熔炼、保温渗流施压、切割成型，制成镁铝金属间化合物增强泡沫铝块，增加了泡沫铝的抗压强度，保持了泡沫铝良好的吸能特性，在压缩率为10%~60%时，压缩强度提高了3.2倍，扩大了泡沫铝的应用范围，是十分理想的泡沫铝的增强方法。

主权项

一种镁铝金属间化合物增强泡沫铝的方法，其特征在于：本发明使用的化学物质材料为：镁块、铝块、泡沫铝块、丙酮、磷酸、去离子水、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位镁块：Mg   8 mm×5 mm×8mm        17.72g±0.01g铝块：Al    8 mm×5 mm×8mm        14.07g±0.01g泡沫铝块：Al  Ф45mm ×30mm          45g±0.01g丙酮：CH3COCH3                    500mL±10mL磷酸：H3PO4                         500mL±5mL去离子水：H2O                   20000mL±100mL氩气：Ar                       500000cm3±50 cm3增强泡沫铝的方法如下：精选化学物质材料对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、浓度控制：镁块：固态块体                  99.9%铝块：固态块体                  99.9%泡沫铝块：固态块体              99.9%丙酮：液态液体                  99.0%磷酸：液态液体            浓度  10.0%去离子水：液态液体              99.9%氩气：气态气体                  99.5%制备开合式模具制备使用的开合式模具为圆筒形，用不锈钢材料制作，圆筒型腔为Ф45mm×150mm，型腔表面粗糙度为Ra0.08‑0.16μm；清洗泡沫铝①将泡沫铝块置于烧杯中，加入丙酮500 mL±10mL，然后置于超声波清洗器内清洗，超声频率40KHZ，清洗时间10min；②将泡沫铝块置于另一烧杯中，加入磷酸500mL±5mL，然后置于超声波清洗器内清洗，超声频率40KHZ，清洗时间10min；清洗后晾干；熔炼镁铝金属间化合物①清理清洁熔炼炉坩埚，用金属铲、金属刷清理熔炼炉坩埚，并用吸尘器抽吸炉内灰尘及有害物质，使坩埚洁净；②将镁块17.72g±0.01g，铝块14.07g±0.01g，加入熔炼坩埚内；③开启熔炼炉加热器，加热温度720℃±5℃，使镁块、铝块熔化，恒温、保温、搅拌20min，成镁铝金属间化合物熔液，备用；浇注、压制增强型泡沫铝增强型泡沫铝的浇注、压制是在压力机上进行的，是在保温炉内、筒形模具内，在氩气底吹、施压状态下完成的；①预热筒形模具及泡沫铝，预热温度300℃±5℃，预热时间30min；②将筒型模具置于压力机的加热工作台上，将筒形模具下垫块内通入氩气底吹管；③将泡沫铝装入筒形模具内的下垫块上；④将熔炼好的镁铝金属间化合物熔液浇注至筒形模具内的泡沫铝块上；⑤将上压头压至镁铝金属间化合物熔液上，并由压力机的压力杆、压力电机逐渐施压，施压压强10MPa，施压时间5min±1min；⑥在浇注、施压过程中开启氩气底吹管，氩气吹入速度100cm3/min；⑦在浇注、施压过程中开启保温炉，保温温度500℃±5℃；⑧在浇注、施压过程中开启外水循环冷却管，进行恒温冷却；⑨加热、恒温、保温、施压、氩气保护5min±1min，使泡沫铝浇注成型；然后停止施压、加热、氩气底吹，使浇注的泡沫铝自然冷却至25℃；⑩升起压力机的压力杆、上压头，打开筒形模具，取出泡沫铝产物，即增强型泡沫铝；切制成型，周边打磨将增强型泡沫铝用机械切制浇注平面及周边外形，使平面部及周边光滑平整；然后用砂纸打磨各部，使之光洁；检测、分析、表征对制备的镁铝金属间化合物增强泡沫铝的形貌、色泽、力学性能进行检测、分析、表征；用扫描电子显微镜进行显微组织分析；用拉伸试验机进行力学性能分析；用X射线衍射仪进行成分分析；结论：镁铝金属间化合物增强泡沫铝为银灰色块状，泡沫铝孔型内填充了镁铝金属间化合物，泡沫铝保持了高应变率，压缩率为10%~60%时，压缩强度提高了3.2倍。