[发明专利]一种用于粉末冶金法制备泡沫铝的铝合金成分及发泡方法

说明书

本发明公开一种用于粉末冶金法制备泡沫铝的铝合金成分及发泡方法，其化学成分及质量百分比为：72～86wt％Al、4～6wt％Mg、6～10wt％Si、2～6wt％Cu、2～6wt％Sn；本发明所述铝合金成分作为粉末冶金法制备泡沫铝的发泡基体材料应用，通过Al、Mg、Si、Cu元素之间的合金作用及Sn的助熔作用，在降低发泡温度的同时能形成孔型接近圆形且分布均匀的泡孔结构，若作为粉末冶金法制备泡沫铝三明治结构的芯层原料，可解决芯层发泡温度与铝质面板熔化温度之间的平衡问题。

技术领域

本发明涉及泡沫铝制备技术领域，具体涉及一种用于粉末冶金法制备泡沫铝的铝合金成分及发泡方法。

背景技术

泡沫铝是一种多孔结构功能材料，具有优异的物理性能和力学性能，如轻质、吸能、减震、缓冲、隔音吸声、隔热、电磁屏蔽等；另外，将泡沫铝作为芯层材料与金属面板结合形成泡沫铝三明治结构后，其能满足系统减重、结构承载和功能一体化等多方面性能需求，适应未来航空航天、汽车制造、轨道交通等领域对结构功能材料的要求，具有广阔的开发及应用前景。

目前，为了凸显泡沫铝的轻量化，泡沫铝三明治结构大多采用铝质材料作为其面板与芯层泡沫铝结合。但通常在粉末冶金法制备泡沫铝三明治结构过程中，芯层成分的发泡温度要高于铝的熔化温度才能成功发泡并获得更好的芯层泡孔结构，进而在泡沫铝三明治结构的制备过程中很难协调芯层发泡温度与面板熔化温度之间的平衡；即使不追求泡孔质量，在原有芯层基体成分的基础上将发泡温度降低到与铝质面板的熔化温度接近，但在发泡过程经保温一段时间后面板仍出现过烧现象。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种用于粉末冶金法制备泡沫铝的铝合金成分，其化学成分及质量百分比为：72～86wt％Al、4～6wt％Mg、6～10wt％Si、2～6wt％Cu、2～6wt％Sn。

较佳的，所述铝合金成分中的Al元素由含Al的第一原料提供，所述第一原料为纯Al粉、AlMg50合金粉、AlSi12合金粉中的一种或多种，所述纯Al粉、所述AlMg50合金粉、所述AlSi12合金粉的粒径范围均为200～400目。

较佳的，所述铝合金成分中的Mg元素由含Mg的第二原料提供，所述第二原料为纯Mg粉和/或AlMg50合金粉，所述纯Mg粉、所述AlMg50合金粉的粒径范围均为200～400目。

较佳的，所述铝合金成分中的Si元素由含Si的第三原料提供，所述第三原料为纯Si粉和/或AlSi12合金粉，所述纯Si粉、所述AlSi12合金粉的粒径范围均为200～400目。

较佳的，所述铝合金成分中的Cu元素由含Cu的第四原料提供，所述第四原料为粒径范围在200～500目的纯Cu粉提供。

较佳的，所述铝合金成分中的Sn元素由含Sn的第五原料提供，所述第五原料为粒径范围在200～500目的纯Sn粉提供。

较佳的，一种所述铝合金成分用于粉末冶金法制备泡沫铝的发泡方法，包括：以所述第一原料、所述第二原料、所述第三原料、所述第四原料和所述第五原料为基体制备发泡前驱体，制备好的所述发泡前驱体置于预先随炉升温并稳定达到发泡温度的发泡模具内；在所述发泡温度下保温后，从炉中取出所述发泡模具，置于空气中冷却；待冷却至室温后，拆卸开所述发泡模具获得所述泡沫铝。

较佳的，所述发泡模具为由两个半圆筒单体沿截面直径方向拼合而成的圆筒状结构，并通过边缘处垂直设置的螺栓进行紧固。

较佳的，所述发泡温度为580℃～620℃，保温时间为5min～25min。