一种多孔镁合金的发泡装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108048683A(43)申请公布日2018.05.18(21)申请号201711401097.7(22)申请日2017.12.22(71)申请人中国科学院长春应用化学研究所地址130022吉林省长春市人民大街5625号(72)发明人孟健孙伟邱鑫田政牛晓东张德平(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵青朵(51)Int.Cl.C22C1/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种多孔镁合金的发泡装置及方法(57)摘要本发明提供了一种多孔镁合金的发泡装置，包括：熔化炉；设置在所述熔化炉顶部的炉盖，所述炉盖设有第一通孔和第二通孔；贯穿所述第一通孔的移液勺；固定在所述第二通孔的发泡模具，所述发泡模具悬空于熔化炉内部；设置在所述发泡模具中的搅拌器。本发明提供的发泡装置能够实现短流程发泡，省去加入增粘剂及保温发泡环节，不在半固态下长时间搅拌，一方面不会改变已有合金成分，对产品性能影响小，另一方面使发泡工艺适用于大多数镁合金且成形性好，再一方面缩短发泡时间、提高发泡效率；并且通过熔化炉与发泡模具的结构设计，能够使发泡剂分解的速度与镁合金液降温增粘速度相配匹，从而防止析出的气泡聚合和溢出，得到的多孔镁合金孔径小且均匀。CN108048683ACN108048683A权利要求书1/1页1.一种多孔镁合金的发泡装置，包括：熔化炉；设置在所述熔化炉顶部的炉盖，所述炉盖设有第一通孔和第二通孔；贯穿所述第一通孔的移液勺；固定在所述第二通孔的发泡模具，所述发泡模具悬空于熔化炉内部；设置在所述发泡模具中的搅拌器。2.根据权利要求1所述的发泡装置，其特征在于，所述熔化炉的内部设有合金液高度线，所述发泡模具的底部在上述合金液高度线的平面以上，悬空于熔化炉内部。3.根据权利要求1所述的发泡装置，其特征在于，所述发泡模具的外径与所述第二通孔的直径相匹配。4.根据权利要求1所述的发泡装置，其特征在于，所述发泡模具顶部带有外沿，通过所述外沿将发泡模具固定在第二通孔。5.一种权利要求1～4任一项所述的发泡装置制备多孔镁合金的方法，包括以下步骤：a)将镁合金在熔化炉中加热熔化，得到镁合金液；同时预热发泡模具；然后在所述发泡模具中加入发泡剂，再用移液勺将所述镁合金液加入到发泡模具中，进行搅拌，取出所述发泡模具，冷却后得到多孔镁合金。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述加热熔化的过程采用CO2+SF6混合气体保护；所述加热熔化的温度为650℃～730℃。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述预热的温度为480℃～630℃，时间为15min～25min。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述发泡剂为150目～300目的菱镁矿粉。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述发泡剂与镁合金液的质量比为(1～3)：100。10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述搅拌的速度为500r/min～1000r/min，时间为15s～40s。2CN108048683A说明书1/5页一种多孔镁合金的发泡装置及方法技术领域[0001]本发明涉及多孔金属材料的制备技术领域，更具体地说，是涉及一种多孔镁合金的发泡装置及方法。背景技术[0002]熔体发泡法是制备多孔合金的一种较为常用的方法。与多孔铝合金相比，用该种方法制备多孔镁合金起步较晚，工艺尚不成熟。多孔镁合金的发泡工艺中通常采用碳酸盐(CaCO3、MgCO3或者菱镁矿粉)作为熔体发泡剂，为防止产生气体的快速逸出与气泡的合并长大，需要增加熔体的粘度，一般采用往熔体中加入增粘剂的方法，如Ca或SiC等颗粒。同时，为了使发泡剂均匀的分布在熔体中，需要对合金液进行搅拌，然后静置保温一段时间让发泡剂充分发泡。[0003]现有技术中较典型的工艺有：[0004](1)南昌航空大学周全等，在ZM5镁合金中加入了3％的金属Ca起阻燃作用，加入SiC颗粒起增粘作用，在580℃时加入发泡剂菱镁矿石粉末，平均粒径为200目，在2000r/min的搅拌速度下搅拌2min，然后迅速提出搅拌器，在620℃保温发泡，保温时间为8min，最后冷却，得到多孔镁合金。[0005](2)河海大学杨东辉等采用纯镁加入2％Ca增粘剂，发泡剂为CaCO3粉末，颗粒直径4μm，半固态搅拌速度1000rpm，搅拌时间30s，保温时间30s，搅拌及保温温度范围在660℃～750℃，得到多孔镁合金。[0006]但是，现有技术中的多孔镁合金的发泡工艺都需要加入增粘剂，从而改变已有合金的成分，对产品性能产生不利影响；并且，需要在半固态下搅拌，而只有少数流动性好的铸造镁合金适宜在半固