[发明专利]一种泡沫镁夹芯板及其半固态触变渗流铸造方法

说明书

本发明公开了一种泡沫镁夹芯板及其半固态触变渗流铸造方法，包含如下步骤：1)将非枝晶组织镁合金铸锭机械加工成两个坯料；2)将可溶性盐颗粒经预脱水处理，再将可溶性盐颗粒置于预制块模具中紧实制得预制块；3)将坯料和预制块放入渗流模具中，两个坯料之间用预制块隔开，升温到镁合金半固态温度区间，保温，得到非枝晶组织镁合金半固态浆料；4)渗流，施加的压力将非枝晶组织镁合金半固态浆料触变渗入预制块的孔隙中，冷却凝固，得到镁合金/可溶性盐颗粒复合体；5)溶去复合体中的可溶性盐颗粒，得到泡沫镁合金夹芯板。其利用半固态触变渗流铸造方法一次形成厚度可控、结构均匀的泡沫镁合金夹芯板，中间芯层和金属面板之间为一体结构。

技术领域

本发明涉及一种多孔金属材料的制备领域，具体涉及一种泡沫镁夹芯板及其半固态触变渗流铸造方法。

背景技术

泡沫金属夹芯板材料是由泡沫金属芯层和致密金属面板复合制成的一类层状多孔金属材料。泡沫金属夹芯板材料具有低比重、高比刚度、抗冲击、振动阻尼性能好以及电磁屏蔽等优异的综合性能，因此在汽车、轨道列车、建筑、电子和国防军工领域具有广阔的应用前景，可满足各领域对材料提出轻量化和多功能化的迫切需求。基于此，国内外对于泡沫金属夹心板材料的研究开发给予了广泛的关注和高度的重视，并对此开展了积极的研究，其中的重点主要集中在泡沫铝合金夹心板材料上，并且截至目前已有大量关于泡沫铝合金夹心板材料的研究结果被公开报道。

众所周知，镁的密度只有铝的2/3，与泡沫铝合金相比，泡沫镁合金的密度更小、比表面积更大和能量吸收率更好，此外，泡沫镁合金还具有更好的隔声、散热、阻燃、减震和阻尼等功能。因此在泡沫铝合金夹心板材料研究开发的基础上发展泡沫镁合金夹心板材料，对于发挥泡沫镁合金夹心板材料的优势并推动其在航空航天、国防军工、电子信息、汽车、造船和建筑等行业的应用意义重大。然而，目前国内外对于泡沫镁合金夹心板材料的研究开发还基本上没有文献报道，由于金属镁比金属铝的化学活性高且易燃烧和氧化，而这些不利因素均使得制备泡沫镁合金夹心板材料比制备泡沫铝合金夹心板材料困难得多，因此有必要发展适合镁合金特点的泡沫镁合金夹心板材料制备技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种泡沫镁夹芯板及其半固态触变渗流铸造方法，其利用半固态触变渗流铸造方法一次形成厚度可控、结构均匀的泡沫镁夹芯板，中间芯层和金属面板之间为一体结构。

本发明所述的泡沫镁夹芯板，包括上下两面镁合金面板和位于镁合金面板之间的泡沫镁合金芯层，所述镁合金面板的材料是非枝晶组织镁合金，所述泡沫镁合金芯层通过将非枝晶组织镁合金面板材料加热成非枝晶组织半固态浆料再触变渗流铸造形成，其与镁合金面板为一体结构。

一种泡沫镁夹芯板的半固态触变渗流铸造方法，其包含如下步骤：

1）制备坯料，将非枝晶组织镁合金铸锭机械加工成两个坯料；

2）制备预制块，将粒径为5~12目的可溶性盐颗粒经预脱水处理，然后将处理后的可溶性盐颗粒置于预制块模具中紧实，制得预制块，所述预制块的形状与坯料一致，且其体积小于两个坯料的体积和；

3）制备非枝晶组织镁合金半固态浆料，将坯料和预制块放入渗流模具中，两个坯料之间用预制块隔开，然后升温到非枝晶组织镁合金半固态温度区间，保温1~2min，得到液相分数比例为50~60%的非枝晶组织镁合金半固态浆料；

4）渗流，施加3~5MPa的压力将非枝晶组织镁合金半固态浆料从预制块的上、下方同时触变渗入步骤2）制得的预制块的孔隙中，冷却凝固，得到镁合金/可溶性盐颗粒复合体；

5）去除可溶性盐颗粒，溶去镁合金/可溶性盐颗粒复合体中的可溶性盐颗粒，得到面板和芯层为一体结构的泡沫镁夹芯板，其中泡沫芯层的平均孔隙直径为3~5mm。

进一步，所述可溶性盐颗粒为NaCl颗粒。

进一步，所述步骤1）中的两个坯料的大小和形状一致。