專利名稱：一種泡沫鋁的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及泡沫鋁的制取方法的改進。
泡沫鋁是基體內(nèi)含有氣孔的一種新型材料。它具有密度小、比強度大、易加工、耐熱、隔音和隔熱效果好等特點，可廣泛應(yīng)用于建筑、船舶、航空、汽車制造工業(yè)。
泡沫鋁首先由美國埃塞耳公司(Etyl Corp)研制成功。日本在近二十年來對泡沫金屬有較好的研究成果，但到目前為止，還沒有達到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的程度。從文獻上可知，泡沫鋁的生產(chǎn)方法分為直接發(fā)泡法，精密鑄造法和粉末冶金法等。
直接發(fā)泡法是一種較簡單易行的方法，它的一般過程為首先配制熔點低、固態(tài)強度高的基體合金，然后將發(fā)泡劑加入到金屬熔體中，進行攪拌，使發(fā)泡劑均勻分布在金屬熔體中，加熱使發(fā)泡劑分解，產(chǎn)生氣體，氣體的膨脹使金屬熔體發(fā)泡，再冷卻，即得到泡沫鋁。對該法的研究報道以日本的文獻居多，其中具有代表性的專利文獻有昭和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。對該法的研究雖多，但使用的發(fā)泡劑都是氫化鈦、氫化鋯，而氫化鈦、氫化鋯的價格又非常昂貴，造成泡沫鋁的制作成本大輻度上升。
本發(fā)明的目的就是提供一種廉價天然石灰石作發(fā)泡劑的泡沫鋁的制取方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1、制取鋁-硅-稀土合金按質(zhì)量計，鋁、硅比為88-90％12-6％制取鋁硅合金，然后加入占鋁硅合金質(zhì)量的0.2-1.0％的混合稀土合金，制得鋁-硅-稀土合金的基體金屬；2、將上述基體金屬加熱至700-750℃溫度下熔化，然后降至600-620℃的溫度，加入占基體金屬質(zhì)量的5-30％氧化鋁增粘劑，或者通入壓縮空氣或氮氣，然后加入占基體金屬和氧化鋁的總質(zhì)量的5-15％的天然石灰石粉發(fā)泡劑，進行攪拌后，溫度升至640-750℃，發(fā)泡劑分解，產(chǎn)生氣體，使鋁合金發(fā)泡，即制得泡沫鋁。
天然石灰石粉是以天然石灰石粉碎而成，該專利所取用的天然石灰石，即為市場通用的天然石灰石即可，該專利對天然石灰石無嚴格的要求?；旌舷⊥梁辖鹨嗍鞘袌鲑徶玫降牟牧?。
在基體金屬內(nèi)可添加少量鈦，其添加量為基體金屬和氧化鋁的總質(zhì)量的0.1-0.3％，可提高基體合金的強度。
由于天然石灰石的分解溫度較低(450-490℃)，而鋁的熔點高(660℃)，因此在往液態(tài)鋁加入石灰石時，石灰石就迅速分解，使發(fā)泡過程不能正常進行；本發(fā)明制得的鋁—硅—稀土合金的基體金屬，可降低其合金熔點至560-580℃，為使用廉價的天然石灰石作發(fā)泡劑創(chuàng)造了條件，可大輻度的降低泡沫鋁的制造成本。
實施例1取總量1000克鋁-硅-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+硅11.5％+混合稀土合金0.5％(質(zhì)量)。然后降溫到600-620℃，加入增粘劑氧化鋁16％(質(zhì)量)，以提高合金粘度。然后加入發(fā)泡劑即占基體金屬和氧化鋁的總質(zhì)量的5％天然石灰石，進行強烈攪拌，10分鐘后，升高爐料溫度到650-680℃，使發(fā)泡劑分解，所生成的CO2氣體使鋁合金發(fā)泡，得到比重為0.5-0.6的灰色泡沫鋁。氣泡尺寸比較均勻，而且機械強度較好。
實施例2取總量1000克的鋁-硅-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+硅11％+混合稀土合金(質(zhì)量)，熔化降溫到600-620℃，通入壓縮空氣15分鐘，然后加入氧化鋁8％(質(zhì)量)，以提高合金的粘度，然后加入發(fā)泡劑即天然石灰石粉8％(質(zhì)量)，進行強烈攪拌，10分鐘后提高爐溫到680-700℃，使發(fā)泡劑充分分解，所生成的CO2氣體使鋁合金發(fā)泡，得到比重為0.45-0.55的灰色泡沫鋁。所得泡沫鋁氣泡平均尺寸在2毫米以下，且機械強度較大。
實施例3取合金組成為鋁88％+硅11.7％+鈦0.3％(質(zhì)量)，其余實驗步驟同實例2，得到氣泡平均尺寸在2毫米以下，且機械強度更好的優(yōu)質(zhì)泡沫鋁。
權(quán)利要求
1.一種泡沫鋁的制造方法(1)制取鋁-硅-稀土合金按質(zhì)量計，以鋁、硅比為88-90％12-6％制取鋁硅合金，然后加入占鋁硅合金質(zhì)量的0.2-1.0％的混合稀土合金，制得鋁-硅-稀土合金的基體金屬。(2)將上述基體金屬加熱至700-750℃溫度下熔化，然后降至600-620℃的溫度，加入占基體金屬質(zhì)量的5-30％氧化鋁增粘劑，或者通入壓縮空氣或氮氣，然后加入占基體金屬和氧化鋁的總質(zhì)量的5-15％的天然石灰石粉，進行攪拌后，溫度升至640-750℃，發(fā)泡劑分解、產(chǎn)生氣體，使鋁合金發(fā)泡，即制得發(fā)泡鋁金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫鋁的制造方法，其特征在于取總量1000克鋁-硅-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+硅11.5％+混合稀土合金0.5％(質(zhì)量)。然后降溫到600-620℃，加入增粘劑氧化鋁16％(質(zhì)量)，以提高合金粘度。然后加入發(fā)泡劑即占基體金屬和氧化鋁總質(zhì)量的天然石灰石粉5％(質(zhì)量)，進行強烈攪拌，10分鐘后，升高爐料溫度到650-680℃，使發(fā)泡劑分解，所生成的CO2氣體使鋁合金發(fā)泡，得到比重為0.5-0.6的灰色泡沫鋁。氣泡尺寸比較均勻，而且機械強度較好。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫鋁的制造方法，其特征在于取總量1000克的鋁-硅-稀土合金，在溫度700-750℃下熔化均勻。合金配比為鋁88％+硅11％+混合稀土合金1％(質(zhì)量)熔化降溫到600-620℃，通入壓縮空氣15分鐘，然后加入氧化鋁8％(質(zhì)量)，以提高合金的粘度，然后加入發(fā)泡劑即天然石灰石粉8％(質(zhì)量)，進行強烈攪拌，10分鐘后提高爐溫到680-700℃，使發(fā)泡劑充分分解，所生成的CO2氣體使鋁合金發(fā)泡，得到比重為0.45-0.55的灰色泡沫鋁。所得泡沫鋁氣泡平均尺寸在2毫米以下，且機械強度較大。
全文摘要
本發(fā)明是涉及泡沫鋁的制取方法的改進。本發(fā)明按一定比例制得鋁－硅－稀土合金的基體金屬;將上述基體金屬加熱700—750℃溫度下熔化,然后降至600—620℃的溫度,加入占基體金屬質(zhì)量的5—30%氧化鋁增粘劑,或者通入壓縮空氣或氮氣,然后加入占基體金屬和氧化鋁的總質(zhì)量的5—15%的天然石灰石粉,溫度升至640—750℃發(fā)泡即成。本發(fā)明利用配制鋁－硅－稀土合金,可使廉價的天然石灰石作為發(fā)泡劑用于泡沫鋁的制作中,可節(jié)省大量泡沫鋁的制造成本。
文檔編號C22C1/08GK1208774SQ97115220
公開日1999年2月24日 申請日期1997年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月20日
發(fā)明者邱竹賢, 王兆文, 高炳亮, 李德生 申請人:沈陽北方凈化技術(shù)有限公司