[发明专利]一种铝合金泡沫芯三明治板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金泡沫芯三明治板的制备方法，属于多孔金属材料领域。

背景技术

泡沫铝芯三明治板是一种表面为纯铝或铝合金实心层，芯部为泡沫铝的夹层结 构，与单纯的泡沫铝相比，具有更高的比强度和能量吸收能力，在建筑、机动车、飞机、船舶、 装饰等领域有广泛的应用前景。

目前，公知的泡沫铝芯三明治板的主流制备方法是粘结法及粉末冶金发泡法。粘 结法采用有机胶将泡沫铝芯及铝（或铝合金）面板粘结在一起，获得泡沫铝芯三明治板；粉 末冶金发泡法则是首先通过粉末冶金途径（混粉、压力加工），获得可发泡先驱体，然后将可 发泡先驱体与铝（或铝合金）面板进行复合轧制，最后通过加热发泡获得泡沫铝芯三明治 板。粘结法的不足之处是面板与泡沫芯的结合强度低，且使用温度一般不超过200℃；粉末 冶金发泡法虽然可得到面板与泡沫芯为冶金结合的高强度泡沫铝三明治板，但受粉末冶金 方法本身的限制，在制品成本、产量及尺寸上存在明显的不足。

为了低成本、大批量、大尺寸地获得面板与泡沫芯为冶金结合的高强度三明治板， 本发明提出了一种铝合金泡沫芯三明治板的制备方法，从熔体途径出发获得内含发泡剂的 可发泡先驱体，结合TiH₂的预处理、复合热轧及保温发泡等过程，制备铝合金泡沫芯三明治 板，克服了粉末冶金发泡法在泡沫铝芯三明治板制备成本、产量及尺寸上的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金泡沫芯三明治板的制备方法，所述方法将铝合 金熔化保温、增粘，向增粘的铝合金熔体加入经预氧化处理的发泡剂TiH₂进行搅拌分散，含 TiH₂的增粘铝合金熔体冷却凝固后获得凝固坯，将纯铝板与凝固坯进行复合热轧，获得表 面为纯铝层、芯部为铝合金可发泡先驱体的复合板，再将复合板加热到比铝合金液相线温 度高10~30℃的温度进行保温发泡，发泡体冷却后获得泡沫铝芯三明治板，具体包括以下步 骤：

（1）铝合金熔体熔化保温：将铝合金在高于其液相线温度20~50℃的温度熔化，保温30~ 60分钟。

（2）铝合金熔体增粘：向步骤（1）获得的铝合金熔体中添加Ca，以1000~2000rpm的 搅拌速度搅拌10~15分钟，获得增粘的铝合金熔体，其中，Ca的添加量为铝合金熔体质量的1 ~3%。

（3）加入发泡剂：步骤（2）得到的增粘铝合金熔体中加入经预氧化处理的发泡剂 TiH₂，以1000~3000rpm的搅拌速度搅拌30~100s，铝合金熔体冷却后得到凝固坯；其中，发泡 剂的加入量为增粘铝合金熔体质量的1~2%。

（4）复合热轧：采用厚度纯铝板将步骤（3）获得的凝固坯上下表面包覆后，在300~ 450℃下进行压下量为20~80%的热轧，轧件冷却后得到表面为纯铝层、芯部为铝合金可发泡 先驱体的复合板。

（5）保温发泡：将步骤（4）获得的复合板加热到比铝合金液相线温度高10~30℃的 温度进行保温发泡5~20分钟，发泡体空冷后获得表面为厚度0.2~1.6mm的实心纯铝层、芯部 为平均孔径3~6mm、孔隙率75~90%的铝合金泡沫芯三明治板。

优选的，本发明所述铝合金为铝与Si、Cu、Mg、Zn、Mn元素构成的二元或多元铝合 金，用于包覆热轧的纯铝板为工业纯铝板，厚度为1~2mm。

优选的，本发明所述发泡剂TiH₂颗粒的粒度范围为37~74μm。

优选的，本发明发泡剂TiH₂的预处理方法：为在大气环境中，400℃下保温6h，然后 在加热到470~520℃，保温1h。

发明原理：