[发明专利]一种混合空心球金属基轻质复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种混合空心球金属基轻质复合材料的制备方法，它是在金属基中填充空心球而形成含有封闭泡孔的金属基复合材料，该空心球为SiC空心球、Al₂O₃空心球、C空心球或玻化微珠中两种及两种以上按任何比例混合的直径相同或不同的混合空心球；该金属基是市售的铝、镁、锌、铜、钛或铁或铝合金、镁合金、锌合金、铜合金、钛合金或铁合金。用本发明制备的混合空心球金属基复合材料孔隙率达到50％以上，在显著降低密度的同时，可保持材料的压缩强度，从而实现高强、轻质，同时具备阻尼减震、隔音降噪、能量吸收等多种功能性，并具有成本低、工艺简单、对空心球种类及尺寸适应范围广，可连续铸造生产，大大提高生产效率。

主权项

一种混合空心球金属基轻质复合材料的制备方法，其特征在于：A，金属基的处理：将作为金属基的金属或合金熔化，得到液态金属，保温；B，空心球的预处理：将空心球放入浓度50％质量百分比的氢氟酸中进行酸洗处理，然后在电炉中预热到500‑800℃；C，金属基复合材料的制备：将增粘剂和空心球依次加入搅拌下的液态金属中，使空心球均匀分布在液态金属中，停止加热，打开冷却器快速冷却，控制冷却速度为10‑20℃/S，从而使空心球来不及向上运动而凝固在金属中，得到成型的金属基复合材料；空心球的加入体积是液态金属体积的20％‑50％；D，检测金属基复合材料的性能：取出成型的金属基复合材料，称量计算密度和孔隙度，同时采用压缩试验方法检测其力学性能，与已有方法制备的空心球复合材料的力学性能相比，此方法选用多种不同粒径的混合空心球作为填充料，在保证材料性能的前提下，孔隙率达50％以上，从而最大化地降低材料密度；上述金属是市售的铝、镁、锌、铜、钛或铁；上述合金是市售的铝合金、镁合金、锌合金、铜合金、钛合金或铁合金；上述空心球选自市售的直径为0.5‑5.0mm，壁厚为0.2‑1.0mm的SiC空心球、Al₂O₃空心球、C空心球、玻化微珠中的两种或两种以上的按任何比例混合的直径相同的混合空心球，或者直径不相同的混合空心球；上述增粘剂是市售的粉煤灰、钙，或两者按任何比例的混合，增粘剂的加入量是金属基重量的1‑5％；上述搅拌是电磁搅拌，通过调节电压参数改变液态金属中的磁场，从而控制搅拌速度为150‑250rad/min，搅拌时间为5‑20min，使空心球与金属液混合均匀。