專利名稱：可控制孔形、孔徑組織的海綿狀金屬材料制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，特別是提供一種具有多孔質(zhì)海棉組織狀的金屬材料制法，可利用本制法變換海棉組織的金屬物理機械特性及材質(zhì)，并控制成型后組織的孔部大小與形狀，進而獲得組織比重、密度、強度、韌性、防火性、隔音性、隔熱性或防電磁波干擾等單一或復(fù)合特性的掌控，以利供給作為特殊金屬結(jié)構(gòu)材料使用。
在坊間，已有一種可將金屬材料組織構(gòu)造制成海棉狀的技術(shù)，其主要是選用鋁作為金屬材料，并利用鋁具有輕質(zhì)及優(yōu)良的散熱特性，以利再將鋁鑄造成多孔質(zhì)組織的泡沫狀鋁板(ALUMINUM POROUS BOARD，簡稱AP板)，板體組織間是由薄的鋁合金氧化膜及許多氣泡所構(gòu)成，故能利用這些氣泡組織來阻隔熱源的傳導(dǎo)、音波及電磁波…等等，同時又能提升鋁材原有輕質(zhì)及利于散熱的特性，以至于成為輕質(zhì)且具有良好的防火性，散熱性、隔音性以及防電磁波干擾等特性的建材選用料。
惟，已知的多孔質(zhì)鋁合金板的鑄造技術(shù)仍不盡理想，因為它難于控制組織內(nèi)形成氣泡孔部的大小、形狀體積、強度及密度，且僅能制出較小單位面積的鋁板泡沫組織，以至于所制成的泡沫鋁板的防火性、隔音性、隔熱性以及防電磁波等效力受到局限，而難予再提升；同時，已知的泡沫鋁板在制造時，必須仰賴極高成本的連續(xù)鑄造發(fā)泡設(shè)備，亦是極其困擾的技術(shù)障礙所在，且制成多孔組織后的各單位氣泡孔部的大小、密度及獨立性難予獲得控制，因此其物理機械性不佳，亦是其缺點所在。
再者，已知的多孔質(zhì)(如非獨立泡沫狀或海棉狀)鋁板的發(fā)泡鑄造技術(shù)，并不適合通用實施于其他合金材料上，且目前除了多孔質(zhì)鋁板以外，包括其他的高熔點合金及低熔點合金等金屬材料，皆未曾見有制成多孔質(zhì)海棉組織的技術(shù)，極為可惜，因為除了鋁之外，若能轉(zhuǎn)藉其他金屬材料的原有物理機械特性，而同樣將其制成多孔質(zhì)的海棉(或獨立氣泡)組織狀，將可獲得降低原有材料比重、提升組織抗壓強度、防火性、隔音性、隔熱性以及防電磁波干擾等單一或復(fù)合效力，惟此項技術(shù)卻尚未被研創(chuàng)問市。
本發(fā)明的目的是在于提供可控制孔形、孔徑組織的一種海棉狀金屬材料制法，包含可選擇制作海棉組織的金屬材質(zhì)，并控制成型后組織的孔部大小與形狀，進而獲得降低組織結(jié)構(gòu)比重、控制組織的多孔密度，以利提增組織抗壓強度、防火性、隔音性、隔熱性或防電磁波干擾等單一或復(fù)合特性的掌控。
為達到上述目的，本發(fā)明在制程中必須先依照所需制成的海棉狀多孔組織中孔部的大小、形狀，以及所需制成的金屬材料屬性，來配合進行選用胚料、選用金屬熔液、選配耐火泥漿等步驟，而后再讓胚料進行沾漿、干燥、燒結(jié)、積層、預(yù)熱及低壓鑄造等步驟；其中在選用胚料中，是必須以選用有機物(較無環(huán)保問題)作為胚料使用為原則，該等胚料的形狀及體積大小，即是決定制成海棉組織后內(nèi)部各中空單位孔部的形狀及體積大??；相對于海棉組織中多孔分布的組織排列形態(tài)及其組織密度，是配合由積層步驟時的聚合方式來控制。
在選用金屬熔液與選配耐火泥漿用料過程中，具有極其重要的關(guān)連性，因此在本發(fā)明中，是依所需制成海棉狀金屬材料的屬性，而區(qū)分成在選用高熔點合金或低熔點合金時的二種選配耐火泥漿的用料方法及其調(diào)制過程，以促進上述胚料在沾漿并經(jīng)干燥、燒結(jié)后，于表面成型耐火層的穩(wěn)定性，進而達到制成所需形狀與大小體積的中空陶球，來與高熔點合金或低熔點合金于低壓鑄造聚合成所需孔形的組織的海棉狀金屬材料。
在積層及低壓鑄造步驟中，為能有效控制海棉組織中多孔分布的組織排列形態(tài)及其組織密度，直接選配有大、中、小體積的既定形狀的中空陶球數(shù)量與比例加以預(yù)先混合均勻，然后置入低壓鑄造設(shè)備的模穴中積層并預(yù)熱，取得所需多孔分布的組織排列形態(tài)及其組織密度后，再行低壓鑄造，來聚合該等呈現(xiàn)多孔分布的中空陶球組織，是其方法之一；或為利用粘稠狀的有機淀粉、精密鑄造用蠟、樹脂或有機膠質(zhì)材料作為定型劑，并控制其粘稠度，先行聚合該等已預(yù)先攪拌混合均勻的既定形狀及數(shù)量的大、中、小體積中空陶球，使陶球間的聚合密度獲得掌控，再利用?？騺矸e層，并干燥分布于該等中空陶球間隔空隙中的定型劑，形成定型雛件，以利取得多孔分布的組織排列形態(tài)及其組織密度，而后再將雛件干燥后置入低壓鑄造設(shè)備中預(yù)熱并灌鑄所需的金屬熔液，使中空陶球間的固態(tài)定型劑被金屬熔液燒失碳化并填載其間隙，來聚合該等呈現(xiàn)獨立多孔分布的中空陶球組織，是其方法之二；利用此二種積層聚合的方法，再配合中空陶球選用形狀及大小配比上的聚合搭配，即有利于取得該等中空陶球之間所形成的間隔空隙的體積大小，進而有效控制海棉組織中多孔分布的組織排列形態(tài)及其組織密度。
再者，多孔海棉組織的抗壓、抗折、抗彎等強度以及防火、隔音、隔熱及防電磁波干擾等特性，是可由各中空陶球單元體的球殼厚度(即胚料沾漿干燥燒結(jié)后所形成的耐火層厚度)、各中空陶球單元體的形狀及組織排列形態(tài)與密度來獲得有效的控制。
為能更加詳述本發(fā)明，茲配合圖式流程所列舉的較佳實施例，詳加說明如后附圖簡單說明

圖1是本發(fā)明揭示制造中空陶球的主流程圖；圖2是本發(fā)明例舉選用三種不同粒狀圓形胚料所組成的胚料族群示意圖；圖3是揭示多種耐火材料的熱膨脹特性曲線圖；圖4是本發(fā)明在胚料外圍形成有耐火層的剖示圖；圖5是本發(fā)明中空陶球單元體的剖示圖；圖6是本發(fā)明以三種不同體積大小及數(shù)量的中空陶球所組成的陶球族群示意圖；圖7是本發(fā)明將各種所需數(shù)量、形狀與體積大小配比的中空陶球先行均勻混合的放大剖示圖；圖8是本發(fā)明揭示間接積層方法的流程圖；圖9是本發(fā)明揭示間接積層方法中利用模框制作成型雛件的剖示圖；圖10是本發(fā)明成型雛件的局部放大剖示圖；圖11是本發(fā)明灌鑄金屬熔液載入組織間隙中的局部放大示意圖；圖12是本發(fā)明制成具圓形孔部的海棉狀金屬材料成品的立體示意圖；圖13是本發(fā)明制成具六方晶粒狀孔部的海棉狀金屬材料成品的局部放大剖示圖；圖14是本發(fā)明制成具橢圓形孔部的海棉狀金屬材料成品的局部放大剖示圖；圖15是本發(fā)明多層海棉狀金屬材料成品與韌性材料相互膠結(jié)復(fù)合實施的局部放大剖示圖。
首先參閱圖1所示，本發(fā)明所提供可控制孔形、孔徑組織的一種海棉狀金屬材料制法，主要是必須先進行選用胚料1、選用金屬熔液2及選配耐火泥漿3后，再進行沾漿4、干燥5、燒結(jié)6、積層7、預(yù)熱8及低壓鑄造9等步驟，以完成制造海棉狀金屬材料成品10的方法；其中在選用胚料1時，是以選用有機物作胚料1使用為原則，例如選用熱塑性塑膠粒、硬蠟，或是有機類的植物種子或淀粉制粒等作為有機胚料1使用。
這些有機胚料1的形狀，是可選用或制成圓形粒狀、橢圓粒狀、六方晶粒狀或其他在成型組織中需求形成的中空孔部的所需形狀，以利能在制成海棉組織后，取得整體所需的良好隔音、隔熱、防火及防電磁波干擾等效果。
諸如以選用或制成具有圓粒狀或橢圓粒狀的有機物(如選用植物種子的米、豆等，或為預(yù)制成型的塑膠?；蛳灹５?作胚粒1使用，在制成海棉組織后，可得較佳的隔音、隔熱、防火及防電磁波干擾等效果；換言之，亦可制作六方晶粒狀的有機物(可利用塑膠射出成型或鑄蠟成型技術(shù)來取得六方晶粒狀的塑膠粒或蠟粒)作為胚料1，在制成海棉組織后，可使海棉組織的整體抗壓、抗折或抗彎強度大為提增；其間尚必須配合后續(xù)說明的積層7實施方式，來取得海棉組織中的組織形態(tài)與密度控制，以及選用合適屬性的金屬熔液進行低壓鑄造，才能有效落實隔音、隔熱、防火及防電磁波干擾等效果，以及提升抗壓、抗折或抗彎等強度的需求。
以選用圓形的粒狀硬蠟作有機胚料1而附加說明如下該有機胚料1，是可區(qū)分由大粒11、中粒12及小粒13三種分類，并各別聚集成一定數(shù)量比例，以組成一胚料族群(配合圖2所示)，他們在進行沾漿4至燒結(jié)6制成圓形中空陶球過程(容后詳述)中，皆必須依大小體積分類而獨立進行制作，以促進在后續(xù)積層7時，能控制海棉組織的質(zhì)密度配比，并取得整體均勻且良好的隔音、隔熱、防火及防電磁波干擾等效果。
在選用金屬熔液2及選配耐火泥漿3過程中，又可分成使用高熔點合金21類型的金屬熔液時，所必須選用的A種耐火泥漿31，或為使用低熔點合金22類型的金屬熔液時，所必須選用的B種耐火泥漿32(如圖1所示)；這些耐火泥漿3，皆必須具備有以下條件1、耐金屬熔液的急熱沖刷。
2、較小的熱膨脹性，以確保耐火層的厚度尺寸的穩(wěn)定性。
3、良好的高溫強度。
4、在高溫狀態(tài)下不能產(chǎn)生分解作用或結(jié)晶變態(tài)。
5、要和金屬熔液間具有良好的接融性。
基于上述要件，可選用下列表一中的耐火泥料成份及耐溫特性
表一是本發(fā)明揭示多種耐火泥漿成份的粉末配比及耐溫特性比較表。
同時請配合圖3所示的耐火材料的熱膨脹特性曲線圖，即可獲知表一中多種耐火泥漿的線性熱膨脹率。當(dāng)然，為能使表一中各類耐火粉末成份皆能相聚合成泥漿，使用粘結(jié)劑是有其絕對必要性的，如使用水玻璃(SodiumSilicate，Na2SiO3)、硅酸乙酯(Ethyl Silicate)或硅膠液(ColloidalSilicate，SiO2)等，這些粘結(jié)劑皆是利用其成份內(nèi)的硅膠(Silica Gel)來作粘結(jié)工作；且知水玻璃在調(diào)配時應(yīng)加酸中和分解，由于控制上較困難，因此容易產(chǎn)生膠質(zhì)化(Gelatinous)析出，而降低其粘結(jié)作用，故在本發(fā)明中較不適宜采用；另知，以硅酸乙酯作為粘結(jié)劑時，是必須要加水分解，但因水與硅酸乙酯四十的親和力差，故要配以酒精調(diào)制，同時為求達到催化作用，常配予各種酸，如鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)或磷酸(H3PO4)等等，但因手續(xù)繁雜且不方便，故在本發(fā)明中仍較不適宜采用；原則上本發(fā)明所使用的粘結(jié)劑33，較趨向采用取得容易且手續(xù)簡便的硅膠液，因為硅膠液在精密鑄造上已使用多年，且可輕易在市場上購買取得，同時硅膠液的化學(xué)特性非常穩(wěn)定，除非儲存在低于冰點以下的環(huán)境中才會破壞其特性，此外只要將其脫水干燥后，即不會再吸收水分恢復(fù)原性質(zhì)，因此，硅膠液在儲存與使用中極具穩(wěn)定性，是本發(fā)明選用硅膠液作為粘結(jié)劑33的主因。
因此更明確的說，在本發(fā)明中以高熔點合金21作為金屬熔液時，其A種耐火泥漿31的組成種類，是可由下列表二中選用取得
表二A種耐火泥漿31的組成種類性狀表。
換言之，在本發(fā)明中以低熔點合金22作為金屬熔液時，其B種耐火泥漿32的組成，是以選用石膏質(zhì)的耐火材料即可，即以石膏本身具有二分子結(jié)晶水(CaSO4·2H2O)，如作耐火材料用時，視工作時間及凝固時間的需要，將石膏中的水份除去一部分，剩余水份在1-11/2分子之間[CaSO4·(1-1)H2O]成為熟石膏，使用時加水調(diào)制即可，且通常在市面上即可購買得使用。
依使用金屬熔液2的種類特性而選用合適的耐火泥漿3后，屬高熔點合金21所選用的A種耐火泥漿31，皆必須進行泥漿的調(diào)制作業(yè)如下a.用螺旋槳在攪拌桶內(nèi)1725rpm的高速轉(zhuǎn)動下，將A種耐火泥漿31與粘結(jié)劑33調(diào)配至均勻，然后置入旋轉(zhuǎn)桶中供給沾漿4使用。其間必須注意當(dāng)泥漿一經(jīng)調(diào)制完成時，在沾漿4前要保持?jǐn)嚢柰皟?nèi)慢速的運轉(zhuǎn)，使粘結(jié)劑33與A種耐火泥漿31間經(jīng)常保持在最均勻混合的情況下為最佳。
b.泥漿的粘度控制一般是使用詹氏杯(Zahn Cup)4#及5#二種，如使用詹氏杯5#進行調(diào)制時，是在9～30秒間所取得的粘度較為適宜(配合表二所不)。
c.添加濕潤劑34(Wetting Agent)濕潤劑34為屬一種界面活性劑，在A種耐火泥漿31中加入濕潤劑34的主要目的，為使泥漿較容易粘著在塑膠粒、蠟粒、有機淀粉?；蛑参锓N子制成的胚料1上。一般若是以選用硅酸乙酯當(dāng)粘結(jié)劑33使用時，因其濕潤性較好，故無需添加濕潤劑34。
d.添加消泡劑35(Antifoam)為了泥漿中含有的氣泡，而添加辛醇(n-Octyl alcoho1)，此劑不會對泥漿起膠化作用，故具使用穩(wěn)定性。
e.添加聚酯酸乙烯(Polyvinyl Acetate)用來提升A種耐火泥漿31的濕態(tài)強度；且當(dāng)選用蠟粒作為胚料1并進行沾漿4時，聚酯酸乙烯可防止脫蠟現(xiàn)象發(fā)生；同時在燒結(jié)6時，聚酯酸乙烯能防止塑膠粒狀胚粒1破裂；并且在燒結(jié)6后，具有去除耐火層50內(nèi)有機質(zhì)之效。
當(dāng)調(diào)制好上述合適的泥漿后，必須依所選用的有機胚料1的大小體積，各別分類進行沾漿4運作，然后再以130℃±20℃的溫度進行干燥5，促使各胚料1外圍形成硬化狀態(tài)的耐火層50(如圖4所示)，再利用回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)6方式，以800℃～1800℃的溫度，將耐火層50內(nèi)的有機胚料1碳化燒失，以制成具孔部19的中空陶球14(如圖5所示)。其中各種形狀與體積大小的有機胚料1，皆是各別分類進行沾漿4、干燥5而至燒結(jié)6等制程后，即可取得所需數(shù)量配比的各種形狀與體積大小的中空陶球15、16及17(配合圖6所示)，以備后續(xù)積層7步驟使用。
在積層7步驟中，又可區(qū)分成直接堆疊的積層方法，或為利用定型劑72聚合、?？?3定型、干燥74到制成成型雛件75等間接積層的方法。茲將逐一詳述如后其中，該直接堆疊的積層方法，是將各種所需數(shù)量、形狀與體積大小配比的中空陶球15、16及17族群先行混合至均勻(如圖7所示)，并直接置入低壓鑄造9所用的設(shè)備的模穴91中，促使已混合均勻的中空陶球15、16及17，皆能依其所需的組織排列形態(tài)與分布的質(zhì)密度形態(tài)，進行直接相互堆疊積層的作業(yè)，形成海棉狀組織雛型，并藉其堆疊后形成的縫隙18，來作為后續(xù)低壓鑄造金屬熔液2的流道(如圖7所示)。
另，該間接積層的方法(如圖8所示)，是必需選用粘稠狀的定型劑72先行攪拌聚合這些已依所需數(shù)量、形狀與體積大小配比混合均勻的中空陶球15、16及17族群，再將其倒入所需型體的?？?3內(nèi)定型(配合圖9所示)，并在常溫下或施予微溫烘干74中空陶球15、16及17間的粘稠狀定型劑72，以利自模框73中取出制成海棉狀組織形態(tài)的成型雛件75(如圖10所示)。
其中即是利用該定型劑72來控制中空陶球族群中的組織密度，以及在接受金屬熔液2灌鑄時，各中空陶球單元體之間的瞬間聚合強度。該粘稠狀的定型劑72用料，是可選用精密鑄造用蠟、有機淀粉、有機膠質(zhì)或樹脂等原料調(diào)制而成。
隨后，可利用具恒溫加熱能力的低壓鑄造9設(shè)備，來實施先行預(yù)熱8以及灌鑄金屬熔液2的運作。其中該利用直接堆疊的積層方法所編組而成的海棉狀中空陶球組織族群，是直接堆疊形成于設(shè)備的模穴91內(nèi)，因此必須先在模穴91內(nèi)預(yù)熱8該等海棉狀中空陶球組織族群，以利在灌鑄金屬熔液2時，能增加金屬熔液2在縫隙18間的流動性；隨后，再利用壓板92，將前述配妥的高熔點合金21或低熔點合金22制成的金屬熔液2，灌鑄進入模穴91中并順利排氣，即可讓金屬熔液2順利地注入堆疊縫隙18中(如圖11所示)，以便將這些海棉組織狀的中空陶球族群加以融聚定型，進而產(chǎn)制出由具有圓形孔部19的中空陶球15、16及17所編鑄制成的海棉狀金屬材料成品10(如圖12所示)。
該利用間接堆疊的積層方法所制成的海棉組織狀成型雛件75，是直接置于低壓鑄造9的設(shè)備的模穴91內(nèi)先行預(yù)熱8，并再利用壓板92，將上述所需合適的金屬熔液2灌鑄進入海棉狀成型雛件75內(nèi)，促使各中空陶球15、16及17之間的干固狀定型劑72，皆被金屬熔液2所碳化燒失，在其碳化燒失的瞬間，金屬熔液2并即刻的充填在其縫隙18空間內(nèi)，亦可產(chǎn)制出組織質(zhì)密度及強度均獲得有效控制的海棉狀金屬材料成品10(如圖12所示)。其間在上述進行灌鑄金屬熔液2前，利用具恒溫加熱能力的低壓鑄造9設(shè)備中的模穴91，先行預(yù)熱8該直接在模穴91中堆疊積層完妥的海棉狀中空陶球組織族群，或為先行預(yù)熱8該制于模穴91內(nèi)的海棉組織狀成型雛件75，是極為必要的程序，因為先行預(yù)熱8乃有利于增加金屬熔液2在鑄入縫隙18過程中的流動性，尤其是以低熔點合金22作為金屬熔液2時的流動性。
以上所述，皆是以選用圓形粒狀胚料1所作的實施例說明。但事實上，當(dāng)本發(fā)明以選用或制成六方晶粒狀的有機物作為胚料1使用時，亦需配合選用上述所需適當(dāng)?shù)慕饘偃垡?及耐火泥漿3，并進行沾漿4、干燥5、燒結(jié)6、積層7、預(yù)熱8及低壓鑄造9等步驟，促使所制成的海棉狀金屬材料成品10a的中空孔部19a，呈現(xiàn)出六方晶鉆形的蜂巢狀態(tài)(如圖13所示)，以利提升金屬海棉組織的強度至最佳化狀態(tài)，亦即達到提升整體抗壓、抗折或抗彎強度的目的。
相對的，當(dāng)本發(fā)明以選用或制成橢圓粒狀(或其他物形形狀)的有機物作胚料1使用，亦可經(jīng)由上述選用金屬熔液2、選用耐火泥漿3、沾漿4、干燥5、燒結(jié)6、積層7、預(yù)熱8及低壓鑄造9等步驟，促使所制成的海棉狀金屬材料成品10b的中空孔形組織，呈現(xiàn)出原先胚料外形的橢圓形孔部19b(如圖14所示)或其他既定形體，以利提升金屬海棉組織的強度、隔音、隔熱、防火及防電磁波干擾等效力。同時，值得一提的是，在利用所選用的有機胚料外形來架構(gòu)出海棉組織中各單位孔部的形狀時，在其積層7控制中，是可變換中空陶球的堆疊方向，以利除了可以控制孔部的形狀及密度以外，亦可使孔中形成方向獲得控制。
同時，值得一提的是，在利用所選用的有機胚料外形來架構(gòu)出海棉組織中各單位孔部的形狀時，在其積層7控制中，是可變換中空陶球的堆疊方向，以利除了可以控制孔部的形狀及密度以外，亦可使孔部形成方向獲得控制。
同時，經(jīng)上述本發(fā)明制法所制成的各種具有圓形、六方晶粒形及橢圓形孔部19、19a及19b的海棉狀金屬材料成品10、10a及10b等，是可相互膠合成多層夾板組織形態(tài)(如圖15所示)，且各夾層間并可依需求而膠結(jié)復(fù)合上一層或一層以上的韌性材料93(如碳纖維布、金屬夾板、或金屬網(wǎng)板…等等)，以便能依照各種抗壓性、韌性、防火性、隔音性、隔熱性以及防電磁波干擾等單一或復(fù)合特性的需求而自行搭配使用。
綜上所述，利用本發(fā)明所提供可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，是利用制作中空陶球的成型技術(shù)手段，來解決積層控制海棉組織密度與強度的問題，以及多孔組織的隔熱性(即防火性)、隔音性以及防電磁波等效力，同時又能變換海棉組織的金屬材質(zhì)，因此理應(yīng)備具高度技術(shù)的利用價值，于是提出發(fā)明專利申請。
權(quán)利要求
1.可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，是一種必須先進行選用胚料、選用金屬熔液及選配耐火泥漿后，進行沾漿、干燥及燒結(jié)，以制成具孔部的中空陶球，再經(jīng)積層、預(yù)熱及低壓鑄造等步驟，以獲得降低組織比重、控制組織的多孔密度，以利提增組織強度、防火性、隔熱性、隔音性或防電磁波干擾等單一或復(fù)合特性控制的海棉狀金屬材料制法，其特征是包括依所需成型的孔部大小與形狀的組織形態(tài)，而選用合適形體及數(shù)量配比的有機物作為胚料；依所需制成的金屬材料為屬高熔點合金或低熔點合金之別，而各別調(diào)配耐火泥漿；讓該等有機胚料沾覆耐火泥漿并干燥，使各坯料外圍包覆形成耐火層；利用旋轉(zhuǎn)爐燒結(jié)方式將該耐火層內(nèi)的有機胚料碳化燒失，制成各種所需粒徑大小、體積形狀及數(shù)量的中空陶球；并依所需的組織形態(tài)來選配混合這些中空陶球，實施堆疊積層，架構(gòu)由中空陶球所編組而成的多孔組織密度；利用具恒溫加熱能力的低壓鑄造設(shè)備來預(yù)熱這些已積層的中空陶球組織，再對該中空陶球的積層組織進行低壓鑄造金屬熔液運作，以便將這些中空陶球加以融聚定型，制成多孔組織的海棉狀金屬材料成品，并取得組織強度及防火、隔音、隔熱及防電磁波干擾等單一或復(fù)合特性的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于該有機胚料是以采用熱塑性膠粒、硬蠟或為有機類的植物種子或淀粉制粒為較佳。
3.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于該有機胚料的形狀及體積大小，是可依所需的強度、隔音性、隔熱性、防火性或防電磁波干擾等特性的需求，而選用或制成圓形粒狀、六方晶粒狀、橢圓粒狀或其他物形形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于使用高熔點合金作為金屬熔液時，是以選用鋯砂粉末為主體所制成的耐火泥漿為最佳，并加入硅膠液作為粘結(jié)劑，及搭配使用濕潤劑來增強泥漿與胚料間的粘著力，同時添加辛酯作為消泡劑，以及使用聚酯酸乙烯來增加泥漿的濕潤強度。
5.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于使用低熔點合金作為金屬熔液時，是以選用熟石膏加水調(diào)制成耐火泥漿為最佳。
6.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于該有機胚料沾覆耐火泥漿后進行干燥的溫度為130℃±20℃。
7.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于要將耐火層內(nèi)的有機胚料碳化燒失，其燒結(jié)溫度應(yīng)在800℃～1800℃范圍內(nèi)為最佳。
8.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于在實施積層方法時，是可將各種所需數(shù)量、形狀與體積大小配比的中空陶球先行混合至均勻，并直接置入低壓鑄造設(shè)備的模穴中，促使這些中空陶球皆能依其所需的組織排列形態(tài)與分布的質(zhì)密度形態(tài)，進行直接相互堆疊積層的作業(yè)，形成海棉狀組織雛型，并藉其堆疊后形成的縫隙，來作為灌鑄金屬熔液融聚這些中空陶球的流道使用。
9.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于在實施積層方法時，亦可選用粘稠狀的定型劑，先行攪拌聚合這些已依所需數(shù)量、形狀與體積大小配比混合均勻的中空陶球，再將其倒入所需型體的?？騼?nèi)，并在常溫下或施予微溫烘干定型劑，以利自?？蛑腥〕鼋?jīng)積層制成的海棉狀組織形態(tài)的成型雛件。
10.如權(quán)利要求9所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于該定型劑可為精密鑄造用蠟、有機淀粉、有機膠質(zhì)或樹脂原料調(diào)制而成。
11.如權(quán)利要求9所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于該成型雛件中的干固狀定型劑，是會在低壓鑄造金屬熔液時碳化燒失，并轉(zhuǎn)變成由金屬熔液所取代來編鑄這些中空陶球組織，以制成海棉狀金屬材料成品。
12.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于海棉狀金屬材料成品中的孔部形狀，是依照所選用胚料的外形來決定。
13.如權(quán)利要求1所述的可控制孔形、孔徑組織的海棉狀金屬材料制法，其特征在于是可將各款具有相異孔部形狀的海棉狀金屬材料成品，相互膠合成多層夾板組織形態(tài)，且各夾層間并可依需求而膠結(jié)復(fù)合上一層或一層以上的韌性材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可控制孔形、孔徑組織的海綿狀金屬材料制法,主要是依所需成型的孔部大小與形狀的組織形態(tài),而選用合適形體的有機物作為胚料,并依所需制成的金屬材料為屬高熔點合金或低熔點合金之別,而各別調(diào)配制成合適的耐火泥漿,是利用制作中空陶球的成型技術(shù)手段,來解決積層控制海綿組織密度與強度的問題,同時又能變換海綿組織的金屬材質(zhì),可取得對金屬材料成品的組織強度及防火、隔音、隔熱及防電磁波干擾等單一或復(fù)合特性的控制。
文檔編號C22C1/08GK1242432SQ9810304
公開日2000年1月26日 申請日期1998年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月21日
發(fā)明者曾紹謙 申請人:曾紹謙