[发明专利]多孔金属的制备方法

说明书

 

技术领域

   本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种多孔金属的制备方法。

 

背景技术

多孔金属材料是“粉末冶金烧结体的孔隙度高于45％。并含有多量连通孔的材料”其孔隙度从45％～90％，大于90％孔隙度的多孔金属体称为泡沫金属。而从大量国内外的有关文献来看，称为泡沫金属的多孔体孔隙度并未必大于90％，如熟知的泡沫铝，其孔隙度往往低于80％，有些则把泡沫金属当作孔隙度范围在40％～98％之间的多孔金属。而有的则认为，该材料由于最初采用发泡法制各，曾称之为发泡金属，以后发现了渗流等制备方法。称之为通气性金属，目前更为合适的名称应为多孔泡沫金属．通常简称多孔金属或泡沫金属。多数作者都将多孔金属和泡沫金属视为等同的概念，并不为孔隙度范国所区别。因此，凡是以获得孔隙，基本要求(之一)的方法所制碍的具有一定孔隙度的金属材料，即可称之为多孔金属材料。而将孔隙度高于80％的多孔金属称为高孔隙度金属材料，简称高孔率金属。对于“孔隙度”一词，中文也有人用“孔积率”、“孔隙率”和“孔率”等，为简便起见．车文采用“孔率”。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种多孔金属的制备方法。

本发明提供的多孔金属的制备方法，将充氢气的液体金属通过低共熔点冷却，由于冻结时气态氢析出．在低共熔点同时发生金属凝固和气孔形棱。因为低共熔点的位置取决于系统的压力，故所制材料的孔率可通过调节空造腔中的氢气压力来控制。由于温度对氢在液体金属中的溶解度影响很大，必须调整冷却过程开始前的熔化温度与氢压，以匹配低共熔点的氢在熔体中的溶解量。若温度和压力不协调，冷却将经过低共熔点，从而导致具有不均匀细结构的副共熔相产生。气孔尺寸可由通过调节冷却速度来控制．增加冷却速度则减小氢扩散的距离，形成较小的孔径。GAsAR技术已用来生产许多多孔金属，如Ni、Cu、Mg、Al、Mo、Be、Co、Cr、W、青铜、钢和不诱钢等，孔径为5μm～10mm，孔率在0.05～0.75之间。孔率取决于氢在熔体中的溶解度，孔径则取决于氢在材料中的扩散系数。

 

本发明提供的多孔金属的制备方法，其有益效果在于：

该类多孔金属材料是缘于上述利用对已有多孔体的改进，一般说来．用金属纤维制取的多孔捌料．其性能优于用金属粉末裁取的多孔材料。比如用直径与金属粉末粒度相同的金属纤维哥制取的过滤材料．其渗透性要比粉末制取的高十几倍。此外，它还具有较高的机械强度、抗腐蚀性能和热稳定性能，材料孔率可达90％以上，全部为贯通孔，塑性和冲击韧性好，尘量大，用于许多过滤条件苛刻的行业，被称为“第二代多孔金属过滤材料”。

 

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明提供的多孔金属的制备方法，进行详细的说明。

实施例一

将50kg充氢气的液体Cu金属通过低共熔点冷却，由于冻结时气态氢析出，在低共熔点同时发生金属凝固和气孔形棱。因为低共熔点的位置取决于系统的压力，故所制材料的孔率可通过调节空造腔中的氢气压力来控制。由于温度对氢在液体金属中的溶解度影响很大，必须调整冷却过程开始前的熔化温度与氢压，以匹配低共熔点的氢在熔体中的溶解量。若温度和压力不协调，冷却将经过低共熔点，从而导致具有不均匀细结构的副共熔相产生。气孔尺寸可由通过调节冷却速度来控制，增加冷却速度则减小氢扩散的距离，形成较小的孔径。GAsAR技术已用来生产许多多孔金属，如Ni、Cu、Mg、Al、Mo、Be、Co、Cr、W、青铜、钢和不诱钢等，最终制备的多孔Cu金属孔径为15μm，孔率为0.25％。