界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多孔金屬泡沫鋁板材制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種界面冶金結(jié)合泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)板材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫鋁板材作為一種新型材料板材已經(jīng)在眾多領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用，尤其是泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合板材，因其具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、隔熱、不燃燒、耐高溫、抗電磁干擾等良好的物理、機(jī)械性能，可做吸音、結(jié)構(gòu)件等使用，廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域，同時具有芯部性能各向同性、成本低等優(yōu)勢。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，制造泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)板材的方法主要有以下幾種:其一是膠粘結(jié)合法，這種方法主要依賴膠粘劑的粘質(zhì)特性，將致密金屬板、纖維增強(qiáng)板等材料與泡沫鋁金屬復(fù)合，在高溫或特殊環(huán)境下，粘接劑失活老化，對材料性能影響較大，應(yīng)用中受到很大限制，目前主要用于理石等非金屬面層板材的制備；其二是采用軋制-粉末冶金法，申請公布號CN104690275A的中國發(fā)明專利申請公開了一種泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法根據(jù)所需的泡沫鋁芯合金成分，將鋁粉和其他合金元素粉等材料按一定比例混合后放置于兩塊面板之間，隨后在適當(dāng)?shù)臏囟认录訜嶂翉?fù)合板的芯部熔融，發(fā)泡劑分解出氣體使鋁熔體發(fā)泡，得到泡沫鋁芯三明治結(jié)構(gòu)。這種方法受致密度的影響較大，且很難應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)；其三是采用焊接制備泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)板材，申請公布號CN103286404A的中國發(fā)明專利申請公開了一種泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)材料的制備方法，該方法將釬料與釬劑混合制成粘稠狀，涂覆在泡沫鋁與鋁板的待焊面上組裝成待焊結(jié)構(gòu)，整體干燥后，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行爐內(nèi)釬焊，得到泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)材料，當(dāng)焊接預(yù)處理不當(dāng)，或選用焊劑與焊材不當(dāng)，造成焊接不緊密，影響板材性能。軋制-粉末冶金法和焊接法生產(chǎn)的泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)板材界面穩(wěn)定性差，工藝裝備復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通過界面冶金結(jié)合形成蒙皮與芯層一體結(jié)構(gòu)的泡沫鋁夾芯板；本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種通過界面冶金結(jié)合形成蒙皮與芯層一體結(jié)構(gòu)的泡沫鋁夾芯板的制備方法。
[0005]本發(fā)明一種界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材的技術(shù)方案是:包括泡沫鋁芯層，其特征在于，在所述泡沫鋁芯層上為均勻的蒙皮層，所述蒙皮層為泡沫鋁芯層基體熔融后形成的致密鋁板。
[0006]進(jìn)一步的改進(jìn):所述蒙皮層厚度為0.5mm?2mm ;所述泡沫銷芯層厚度為5mm?380mmo
[0007]本發(fā)明界面冶金結(jié)合泡沫鋁板制備方法的技術(shù)方案是:包括以下步驟:
[0008]a.選料:選擇適當(dāng)密度、孔隙率和厚度的泡沫鋁板材作為芯層材料；
[0009]b.預(yù)處理:對選擇后的泡沫鋁芯層板材進(jìn)行去毛刺和表面清潔處理；
[0010]C.界面加熱:將預(yù)處理后的泡沫鋁芯層板材準(zhǔn)備進(jìn)行處理的面置于界面加熱爐的界面加熱平臺之上加熱；
[0011]d.加壓形成蒙皮層:將限位塊置于正在加熱的泡沫鋁芯層板材之上，通過壓力機(jī)械對限位塊均勻施加靜壓力，在泡沫鋁芯層板材表面形成與芯層一體的蒙皮層；
[0012]e.拋光:對成型的界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材表面進(jìn)行拋光處理；
[0013]f.切邊:對拋光完成的界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材進(jìn)行切邊處理。
[0014]進(jìn)一步的改進(jìn):所述界面加熱溫度為1150?1250°C ;所述加壓靜壓力1.0?5.0Mpa0
[0015]本發(fā)明的有益效果是:采用界面冶金方法，選擇一定密度和厚度的泡沫鋁板，在不改變泡沫鋁本身孔隙結(jié)構(gòu)的前提下，通過對泡沫鋁芯層加熱、加壓，使泡沫鋁表面形成致密金屬蒙皮層，泡沫鋁芯部和泡沫鋁界面蒙皮為共熔體，實(shí)現(xiàn)了蒙皮與芯層一體結(jié)構(gòu)，提高了泡沫鋁板夾心結(jié)構(gòu)板材性能的穩(wěn)定性，并保持了泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)的優(yōu)良特性。同時具有工藝裝備簡單，適合批量化生產(chǎn)的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材剖面示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材制備方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，界面冶金結(jié)合泡沫鋁板3包括泡沫鋁芯層2，在所述泡沫鋁芯層2上為均勻的蒙皮層1，所述蒙皮層I為泡沫鋁芯層2基體熔融后形成的致密鋁板。所述蒙皮層I可以在泡沫鋁芯層2板材的一面形成，也可以在泡沫鋁芯層2板材的兩面形成。所述泡沫鋁芯2密度為0.15?1.0g/cm3、厚度為5mm?380mm孔隙率均勻的板材。所述蒙皮層I厚度為0.5mm?2mm。
[0020]如圖2所示，蒙皮通過以下步驟形成:選擇適當(dāng)密度、孔隙率和厚度的泡沫鋁板材作為芯層材料；對選擇后的泡沫鋁芯層2板材進(jìn)行去毛刺和表面清潔處理；將預(yù)處理后的泡沫鋁芯層2板材準(zhǔn)備進(jìn)行處理的面置于界面加熱爐5的界面加熱平臺4之上加熱；將限位塊6置于正在加熱的泡沫鋁芯層2板材之上，通過壓力機(jī)械對限位塊6均勻施加靜壓力F，在泡沫鋁芯層2板材表面形成與芯層一體的蒙皮層I。對成型的界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材3表面進(jìn)行拋光處理，還可以進(jìn)行對拋光處理完的泡沫鋁蒙皮面覆膜加以保護(hù)，對拋光完成的界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材進(jìn)行切邊處理。
[0021]界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材制備是重要基礎(chǔ)，可以通過選擇芯層板材的密度、孔隙率、厚度等參數(shù)來控制蒙皮厚度。界面加熱溫度控制在1150?1250°C，靜壓力控制在1.0?5.0Mpa，這樣可以更好的控制界面冶金結(jié)合泡沫鋁板材蒙皮的均勻性，并不會破壞泡沫鋁芯層泡沫體的結(jié)構(gòu)。泡沫鋁板材表面拋光處理是一個必要的特殊工序，以保證界面冶金板材表面的光整度，達(dá)到最低表面粗糙度Ra0.4的要求，拋光過程應(yīng)該采取強(qiáng)制防護(hù)措施，以避免操作過程中的安全事故。還