[发明专利]基于粉末冶金及挤压技术的泡沫金属制造装置及方法

权利要求书

1.一种基于粉末冶金及挤压技术的泡沫金属制造装置，所述装置包括供料组件、混合组件、挤压成形组件和发泡定型组件；其特征在于，

所述供料组件包括金属粉末供料单元和发泡剂供料单元，金属粉末供料单元和发泡剂供料单元中储存的金属粉末和发泡剂均可通入混合组件中，其通入的方式为重力的作用和/或经由输送设备，或是人工完成金属粉末和发泡剂的转移，重力的作用是指金属粉末供料单元和发泡剂供料单元均设置于混合组件上方且有通道相连；

所述混合组件包括混合釜和搅拌装置，搅拌装置设置于混合釜中以对混合物料进行搅拌；混合完成的混合物料采用重力作用、输送设备或是人工输送的方式而被输送至挤压成形组件中；

所述挤压成形组件包括挤压缸、加压柱、成形部和剪裁部，所述加压柱设置于挤压缸内，成形部具有一与挤压缸内部相连通的通道；剪裁部设置于成形部外侧且具有相应的附属固定结构，其被配置为通过移动的方式而打开或关闭成形部；

所述发泡定型组件包括上模座、下模座、振动装置、升降装置以及加热装置，所述下模座与振动装置相连接，上模座与升降装置相连接，上模具和下模具之间设有模腔；所述加热装置设置于上模座内、下模座内、上模具、下模具、上模座与上模具之间以及下模座与下模具之间中的至少一处；下模具位于成形部下部以接纳剪断的坯料；

所述泡沫金属制造装置还包括加压和保护装置，所述加压和保护装置包括抽气部件和补气部件，所述抽气部件包括气泵和气体管道，所述气体管道一端与气泵相连另一端与模腔相连通；所述补气部件包括气源和补气管，所述气源经由补气管与模腔相连通；

所述泡沫金属制造装置还包括催化单元，所述催化单元包括熔融金属仓和耐高温管路，所述耐高温管路一端与熔融金属仓相连另一端与模腔相连通。

2.根据权利要求1所述的基于粉末冶金及挤压技术的泡沫金属制造装置，其特征在于，所述搅拌装置为搅拌桨或搅拌球磨装置，所述搅拌球磨装置包括搅拌棒和球磨球。

3.根据权利要求1所述的基于粉末冶金及挤压技术的泡沫金属制造装置，其特征在于，所述加压柱的驱动力为液压油或电机。

4.一种根据权利要求1所述泡沫金属制造装置的基于粉末冶金及挤压技术的泡沫金属制造方法，其包括以下步骤：

混合的步骤：将金属粉末和发泡剂置于混合容器中，在混合容器中对两者进行搅拌混匀和/或研磨；

挤压的步骤：混合完成后混合物料被转移至挤压容器中，挤压容器闭合的情况下对混合物料进行挤压处理；

成形剪裁的步骤：待挤压完成后挤压容器开启，混合物料在挤压的作用下在成形部被挤出，待挤出适当体积的混合物料后剪裁部将其剪断，被剪断的坯料块进入下模具中；不断重复该操作直至完成成形剪裁；

烧结的步骤：升温以对模腔内的坯料块进行烧结处理，烧结的温度低于金属粉末的熔化温度而高于发泡剂的发泡温度；

发泡预浸渍的步骤：当烧结完毕后，下模座震动以使坯料块均匀分布，熔融金属仓中的熔融状态的液态金属在重力或压力作用下进入模腔中，熔融的液态金属浸润模腔中的坯料块；当液态金属浸润大部分坯料块时，熔融金属仓的管道关闭；而后加热装置再次作为主体热源提供热能，同时保护气体持续缓慢通入，直至发泡预浸渍的步骤完成；

发泡的步骤：发泡预浸渍的步骤完成后，保护气体和液态金属均停止提供，加热装置启动并提供稳定的热能直至发泡完成。

5.根据权利要求4所述的基于粉末冶金及挤压技术的泡沫金属制造方法，其特征在于，所述烧结的步骤还包括加压的步骤，所述加压的步骤是指在成形剪裁的步骤完成后，保护气体仓将会启动以向模腔中充入保护气体，并在烧结过程中维持正压以辅助坯料块固化的步骤。

6.根据权利要求5所述的基于粉末冶金及挤压技术的泡沫金属制造方法，其特征在于，所述烧结的步骤还包括气氛置换的步骤，其是在加压的步骤之前进行，所述气氛置换的步骤是指通过外部结构以通过气体单向阀进行预抽真空过程，将模腔内的气体抽除，之后保护气体充入以置换模腔中原来存在的空气的步骤。