高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法.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CN106987787A(43)申请公布日2017.07.28(21)申请号201710102646.4C22C101/04(2006.01)(22)申请日2017.02.24C22C121/00(2006.01)(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人左孝青张芳杰孔德昊周芸罗晓旭陆建生刘荣佩(74)专利代理机构昆明今威专利商标代理有限公司53115代理人赵云(51)Int.Cl.C22C47/08(2006.01)C22C47/06(2006.01)C22C49/06(2006.01)C22C49/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法(57)摘要一种高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法，属于多孔金属材料领域。本发明针对高孔隙率渗流铝合金泡沫强度较低的不足，在常规渗流铸造法的基础上，采用两种不同粒径范围的NaCl颗粒及铝纤维为渗流前驱体，通过渗流前驱体的均混、压制、预热氧化及渗流，获得孔隙率75～90%的渗流铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫，所制备铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫具有孔结构及强度可调控、制备工艺简单、成本低的特点，可实现工业化生产。CN106987787ACN106987787A权利要求书1/1页1.一种高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）铝合金熔化保温：将铝合金加热到高于铝合金液相线20～40℃的温度熔化，并保温20～60min.，获得铝合金熔体；（2）前驱体均混：采用两种不同粒径范围的NaCl颗粒及铝纤维为渗流前驱体原料，NaCl颗粒中，一种为主颗粒，另外一种为次颗粒，主颗粒D主的粒径范围为2～2.36mm、1.7～2mm、1.4～1.7mm、1.0～1.4mm、0.7～1.0mm、0.4～0.7mm中的任一种，次颗粒的粒径范围为D次=（0.2～0.4）D主；按照主颗粒、次颗粒及铝纤维的体积比=1:ξ/0.7-1:x(1-ξ)/0.7的比例进行配料，混合料在混料器中混合10～60min.后得到均混的渗流前驱体，其中，x为复合泡沫基体中铝纤维所占的体积百分比，ξ为复合泡沫的目标孔隙率，D主为主颗粒粒径的平均值，D次为次颗粒粒径的平均值；（3）前驱体压制：将步骤（2）得到的均混渗流前驱体置于渗流模具中，并采用5～30MPa的压力进行压制，获得密堆的渗流前驱体；（4）前驱体预热氧化：将步骤（3）得到的密堆渗流前驱体及渗流模具一起加热到450～550℃并保温40～200min.预热，在前驱体预热的同时将其中的铝纤维氧化为铝芯氧化铝纤维；（5）渗流：将步骤（1）制得的铝合金熔体浇入渗流模具中，在1～5atm.的气压下将铝合金熔体压渗入步骤（4）得到的预热渗流前驱体孔隙中，获得铝合金熔体、铝芯氧化铝纤维与NaCl颗粒的混合物；（6）水溶除NaCl颗粒：将步骤（5）得到的混合物在空气中冷却到室温，用水溶除其中的NaCl颗粒，得到孔隙率75～90%的通孔铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫。2.根据权利要求1所述高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述铝合金为铝与Si、Cu、Mg、Zn、Mn中元素构成的二元或多元铝合金。3.根据权利要求1所述高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述铝纤维的直径50～200μm、长度为4～8mm，铝纤维在复合泡沫基体中的体积百分比为2～10%vol。2CN106987787A说明书1/5页高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高孔隙率铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法，属于多孔金属材料领域。背景技术[0002]渗流铸造法制备的通孔铝合金泡沫，具有低密度、高比强、能量吸收、吸音减振、电磁屏蔽、低热电导率等特点，在结构材料、噪音控制、建筑装饰、隔热保温等领域具有广阔的应用市场。特别是利用其吸音功能，已经实现了高速公路、城市高架路桥、地铁等的吸音应用，形成了一定的市场规模。[0003]常规渗流铸造方法所制备的通孔铝合金的孔隙率较低，通常在60～70%之间。大量研究表明，渗流铝合金泡沫的吸声性能，随其孔隙率的提高而提高。但高孔隙率（75～90%）的渗流铝合金泡沫，在提高其吸声性能的同时，存在由于孔隙率提高而导致的强度降低问题，孔隙率85%以上渗流泡沫铝的强度下降尤为明显，是高孔隙率铝合金泡沫的吸音等功能及工程应用需要解决的问题。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种高孔隙率通孔铝合金/铝芯氧化铝纤维复合泡沫的制备方法，以纤维