專利名稱：泡沫鋁合金板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金板材，具體地涉及一種泡沫鋁合金板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
泡沫鋁合金是在鋁合金中加入添加劑后經(jīng)發(fā)泡工藝制備而成，同時(shí)兼有金屬與氣泡的特征，因此具有密度小、導(dǎo)熱率低、耐高溫、抗腐蝕、吸收沖擊能力強(qiáng)、阻尼減震效果好、電磁屏蔽性能高、隔音降噪、耐候、易加工、易安裝、成形精度高、可進(jìn)行表面涂裝等眾多優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、海洋工業(yè)、交通運(yùn)輸工業(yè)、建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。通常，泡沫鋁合金分為氣泡在其中獨(dú)立存在的閉孔型和氣泡在其中 呈連續(xù)狀態(tài)的通孔型兩種類型?，F(xiàn)有的通孔型泡沫鋁合金采用微粒滲透法制備，通常以鹽顆粒作為填充料，鹽顆粒需要預(yù)熱以便與所滲流的合金液保持溫度接近，但是鹽顆粒自身存在大量水分，預(yù)熱時(shí)易板結(jié)，增加了工藝的復(fù)雜程度；鹽顆粒作為填充料還具有腐蝕性，所得產(chǎn)品力學(xué)性能差。CN 101956092A公開了一種通孔型微孔泡沫鋁板材及其制備方法，該微孔泡沫鋁板材的孔徑在O. 03-0. 7毫米之間，空隙率45%-70%，厚度在2毫米以上，容重在O. 8-1. 5g/cm3之間。其制備方法主要包括篩選鹽粒、加熱、融化鋁合金、將鹽粒倒入模具中并初壓、倒入鋁熔體并加壓，然后進(jìn)行冷卻、清水洗出鹽等后繼工藝，最后生成泡沫鋁板材。其主要特征是加熱工序中不需要預(yù)熱而是直接加熱，采用旋轉(zhuǎn)式加熱裝置，邊加熱邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)攪拌器攪拌，使鹽粒與熱空氣充分接觸。該發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于孔徑在O. 03-0. 7毫米范圍的泡沫鋁板材具有優(yōu)異的吸聲性能，同時(shí)強(qiáng)度大大提高。采用了旋轉(zhuǎn)加熱的方式，使直徑在
O.03-0. 7毫米的鹽粒加熱到520-580度之間時(shí)不粘接、結(jié)塊，使?jié)B流得以完成。CN 1864895A公開了一種通孔泡沫鋁板材制備工藝，選用鋁合金用熔爐進(jìn)行加溫、恒溫，選用食用顆粒鹽作泡沫孔填充物作高溫恒溫備烘，將加熱的顆粒鹽放入模具內(nèi)，并通過(guò)壓力機(jī)加壓至塊狀，加入鋁水，并通過(guò)壓機(jī)進(jìn)行加壓。使鋁水快速充滿在顆粒鹽的縫隙中，形成牢固的泡沫鋁骨架，固化后從模具中取出產(chǎn)品冷卻，形成的通孔泡沫鋁板孔徑均勻孔隙率高，通孔率高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，孔徑可調(diào)，板厚可調(diào)，容易控制，與現(xiàn)生產(chǎn)及試制的各種泡沫鋁的生產(chǎn)制備工藝相比，顯著地提高了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了成品率，減少了生產(chǎn)成本，具備了大規(guī)模生產(chǎn)條件。上述方法均以鹽顆粒作為填充料，無(wú)法從根本上解決其腐蝕性以及產(chǎn)品力學(xué)性能差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種泡沫鋁合金板材，其不用鹽顆粒而是選用特殊的填充料，因而能夠從根本上解決鹽的腐蝕性問(wèn)題，隔音降噪效果好，同時(shí)還具有優(yōu)異的力學(xué)性能。本發(fā)明的另一目的在于提供該泡沫鋁合金板材的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種泡沫鋁合金板材，由鋁合金底材與填充料制成，所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物。優(yōu)選地，所述泡沫鋁合金板材中鋁合金底材與填充料的體積比為1:0. 5-5，例如可以是 1:0. 5、1:0. 6、1:0. 8、1:0. 83、1:0. 95、I: I、I: I. I、I: I. 3、I: I. 5、I: I. 75、1:2、1:2. 2、1:2. 5、1:2. 64、1:3、1:3. 4、1:3. 5、1:3. 82、1:4、1:4. 05、1:4. 2、1:4. 5、1:4. 8、1:5 ;進(jìn)一步優(yōu)選為1:1-4 ;最優(yōu)選為1:2-3。所述招合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 5-15wt%,TiO. 2-2wt%, Cd O. 2-0. 5wt%, Co 0. 2-0. 5wt%, Bi 0. 05-0. 2wt%，余量 Al。所述Cu在所述招合金底材中的質(zhì)量百分比為5_15wt%,例如可以是5_10wt%,
6.5-11. 5wt%，8. 6_9wt%，7_13wt%，12_15wt%，5wt%，5. 3wt%，5. 8wt%，6wt%，6. 2wt%，6. 7wt%，7wt%，7. 5wt%，8wt%，8. lwt%，8.4wt%，8.9wt%，9wt%，9. 4wt%，9. 5wt%，10wt%，10. 5wt%，10.7wt%，Ilwt%,11. 5wt%，12wt%，12. lwt%，12.7wt%，13wt%，13. 5wt%，13. 7wt%，14wt%，14. lwt%，14. 5wt%，15wt% ;優(yōu)選為 6_12wt% ;最優(yōu)選為 8_10wt%。 所述Ti可提供細(xì)小均勻的基體組織，這不僅可以提高強(qiáng)度，還可以保證鋁合金進(jìn)行均勻塑性變形，避免變形過(guò)程中的應(yīng)力或應(yīng)變集中，有利于鋁合金韌性的提高；Ti還具有極其優(yōu)異的耐高低溫及耐酸堿腐蝕性能，不易生銹。所述Ti在所述鋁合金底材中的質(zhì)量百分比為O. 2_2wt%，例如可以是O. 2-lwt%,O. 5—1. 5wt%，O. 6-0. 9wt%，I. 2-1. 7wt%，I. 8_2wt%，0. 2wt%，0. 3wt%，0. 4wt%，0. 5wt%，0. 6wt%，
0.7wt%，0. 8wt%，0. 9wt%，lwt%，I. lwt%，I. 2wt%，I. 3wt%，I. 4wt%，I. 5wt%，I. 6wt%，I. 7wt%，
1.8wt%，I. 9wt%, 2wt% ;優(yōu)選為 2-6wt% ;最優(yōu)選為 3_5wt%。所述Cd可以提高強(qiáng)度和延展性。所述Cd在所述鋁合金底材中的質(zhì)量百分比為O. 2-0. 5wt%，例如可以是O. 2-0. 3wt%, O. 25-0. 45wt%, O. 36-0. 4wt%, O. 28-0. 47wt%，0. 48-0. 5wt%，0. 2wt%，0. 23wt%，0.25wt%，0.29wt%，0. 3wt%，0. 31wt%，0. 35wt%，0. 37wt%，0. 4wt%，0. 41wt%，0. 45wt%，0. 46wt%，0. 5wt% ;優(yōu)選為 0. 25-0. 45wt% ;最優(yōu)選為 0. 3-0. 4wt%。所述Co堅(jiān)硬、有延展性、并且富有光澤，可以提高強(qiáng)度和耐腐蝕性。所述Co在所述鋁合金底材中的質(zhì)量百分比為O. 2-0. 5wt%，例如可以是O.2-0.34wt%，O.21-0.45wt%，O. 25-0. 32wt%，O. 33-0. 47wt%，0. 35-0. 5wt%，0. 2wt%，0.24wt%，0.25wt%，0.27wt%，0. 3wt%，0. 32wt%，0. 35wt%，0. 36wt%，0. 4wt%，0. 41wt%，0. 45wt%，0. 46wt%，0. 5wt% ;優(yōu)選為 0. 25-0. 45wt% ;最優(yōu)選為 0. 3-0. 4wt%。所述Bi能夠顯著改善合金的析出動(dòng)力學(xué)，增大強(qiáng)化相的析出密度并使其均勻分布；同時(shí)，被吸附在再結(jié)晶晶界的Bi原子能降低界面的界面能，阻礙了晶界的移動(dòng)，使得再結(jié)晶晶粒的長(zhǎng)大使到抑制，即微量Bi的存在既細(xì)化了晶粒，又強(qiáng)化了晶界，使得強(qiáng)度提高。所述Bi在所述鋁合金底材中的質(zhì)量百分比為O. 05-0. 2wt%，例如可以是O. 05—0. 15wt%, O. 07-0. 12wt%, O. 06-0. 14wt%, O. 09-0. 18wt%，0. 14-0. 16wt%，0. 11-0. 2wt%，0.05wt%,0. 06wt%,0. 07wt%,0. 08wt%,0. 09wt%,0. lwt%，0· Ilwt%,0. 12wt%，0. 13wt%，0. 14wt%，0. 15wt%，0. 16wt%，0. 17wt%，0. 18wt%，0. 19wt%，0. 2wt% ;優(yōu)選為 0. 08-0. 18wt% ;最優(yōu)選為 ο. l-o. 15wt%o不管本發(fā)明所述鋁合金底材包括何種成分，所述鋁合金底材的質(zhì)量百分比之和為
100%o
所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣以任意比例組成的混合物，優(yōu)選地，所述填充料為納米顆粒、麥飯石、白炭黑與碳酸鈣按照1:1:1:1的重量比組成的混合物。所述納米顆粒可以增強(qiáng)致密性，利用細(xì)晶強(qiáng)化作用在不降低韌性的同時(shí)提高泡沫鋁合金的強(qiáng)度，從而使耐磨性和耐腐蝕性提高；納米顆粒的均勻分布還使得氣泡的大小、形狀均勻一致，進(jìn)一步提高了性能。任意本領(lǐng)域技術(shù)人員已知及可以獲得的顆粒直徑在納米級(jí)的顆粒均可應(yīng)用于本發(fā)明所述的閉孔泡沫鋁合金中，例如納米二氧化硅顆粒、納米金剛石顆粒、納米三氧化二鋁顆粒等中的任意一種或至少兩種的混合物。所述麥飯石是以無(wú)機(jī)的硅鋁酸鹽為主要成分并具有一定生物活性的復(fù)合礦物質(zhì)，對(duì)于細(xì)菌、色素以及對(duì)于人體有害的化學(xué)元素具有吸附作用，將其應(yīng)用于板材中能夠提高板材的環(huán)保性。所述白炭黑具有良好的活性和吸附率，補(bǔ)強(qiáng)效果好，能夠明顯提高物理學(xué)性能。 綜上所述，本發(fā)明優(yōu)化后的技術(shù)方案為一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:0. 5-5的鋁合金底材與填充料制成；所述招合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 5-15wt%, TiO. 2-2wt%, CdO. 2-0. 5wt%, Co 0. 2-0. 5wt%, Bi 0. 05-0. 2wt%,余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物。本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化后的技術(shù)方案為一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:1-4的鋁合金底材與填充料制成；所述招合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 6-12wt%, T i 2-6wt%, CdO. 25-0. 45wt%, Co 0. 25-0. 45wt%, Bi 0. 08-0. 18wt%，余量 Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物。本發(fā)明最優(yōu)化的技術(shù)方案為一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:2-3的鋁合金底材與填充料制成；所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 8-10wt%, Ti 3-5wt%, Cd O. 3-0. 4wt%,Co 0. 3-0. 4wt%, Bi 0. 1-0. 15wt%,余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣按照1:1:1:1的重量比組成的混合物。本發(fā)明所述的“包括”，意指其除所述組分外，還可以含有其他組分，這些其他組分賦予所述泡沫鋁合金板材以不同的特性。除此之外，本發(fā)明所述的“包括”，還可以替換為封閉式的“為”或“由……制成”。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的泡沫鋁合金板材中基本上不含其他的雜質(zhì)。此處術(shù)語(yǔ)“基本上不含”指的是不具有有意地添加到合金組成中的顯著的該組分的量，例如< O. 005%的水平，更優(yōu)選沒(méi)有，可以理解在所期望的最終產(chǎn)品中可具有痕量附帶元素和/或雜質(zhì)。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供所述泡沫鋁合金板材的制備方法，具體的步驟如下(I)用造粒機(jī)將填充料造成球狀體，干燥后置于模具中。優(yōu)選地，所述球狀體的直徑為O. I-Imm,例如可以是O. 1-0. 5mm、0. 2-0. 8mm、O. 35-0. 6mm、0. 55-0. 9mm、0. 4-1 mm ;進(jìn)一步優(yōu)選為 O. 3-0. 8mm ;最優(yōu)選為 O. 4-0. 5mm。優(yōu)選地，所述干燥為自然風(fēng)干或低溫干燥，所述低溫干燥是指在低溫干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，優(yōu)選將低溫干燥機(jī)的溫度控制在5-20°C。
( 2 )加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具。優(yōu)選地，所述加熱的溫度為600-700 V，例如可以是600-650 V，608-640 V，615-675 0C,635-660 °C,620-700 °C,600 °C,607 °C,612 °C,615 °C,620 °C,626 °C,630 V，635 0C, 640 0C, 649 °C, 650 °C, 660 °C, 672 °C, 685 °C, 696 °C, 700 °C ;進(jìn)一步優(yōu)選為 620-680 O ；最優(yōu)選為640-650°C。優(yōu)選地，所述加熱的過(guò)程中可以采用惰性氣體對(duì)模具進(jìn)行保護(hù)。(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，充分?jǐn)嚢杈鶆虻娩X合金
熔體，保溫靜止后進(jìn)行下一步驟。優(yōu)選地，所述攪拌的速率為800-1500rpm，例如可以是800_1000rpm，950-1200rpm,1080-1350rpm,I150-1250rpm,1070-1500rpm,800rpm,825rpm,850rpm, 900rpm,931rpm, 950rpm,975rpm,IOOOrpm,1050rpm,1089rpm,IlOOrpm,1140rpm,1162rpm,1200rpm,1250rpm,1265rpm,1300rpm,1325rpm,1350rpm,1380rpm,1400rpm,1405rpm,1450rpm, 1476rpm, 1500rpm ;進(jìn)一步優(yōu)選為 950_1350rpm ;最優(yōu)選為 1000_1200rpm。優(yōu)選地，所述攪拌的時(shí)間為20-600S，例如可以是20_100s，30_150s，200_360s，80-500s, 120-400s,250-600s,20s,40s,50s,75s,83s,90s,100s,103s,125s,137s,150s,185s,200s,215s,240s,250s,287s,300s,309s,335s,350s,366s,385s,400s,425s,450s,470s, 487s, 500s, 545s, 550s, 567s, 591s, 600s ;進(jìn)一步優(yōu)選為 100_500s ;最優(yōu)選為200-400s ο優(yōu)選地，所述保溫的溫度為660-800 V，例如可以是660-750 V，675-700 V，680-720 0C, 705-760 °C, 740-800 °C,660 °C,672 °C,685 °C,696 °C, 700 °C, 705 °C, 712 V，725 0C, 7340C, 748 °C, 750 °C, 762 °C, 775 °C, 781 °C, 793 °C, 800 °C ;進(jìn)一步優(yōu)選為 665-750 O ；最優(yōu)選為680-720°C。優(yōu)選地，所述靜置的時(shí)間為15-40min，例如可以是15_30min，20_25min，17_35min,22_29min,12_40min,15min,16min,18. 5min,20min,21min,23.7min,25min,27min, 28. 4min,30min,33min,35min,36. 2min,37min,39. 5min,40min ；進(jìn)一步優(yōu)選為18-35min ;最優(yōu)選為 20_30min。(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體。優(yōu)選地，所述加壓的壓力范圍為10_50MPa，例如可以是10_25MPa，12_22MPa，20-45MPa,30_40MPa,35_50MPa，IOMPa,11. 5MPa,14MPa,15MPa,18. 6MPa,20MPa,23MPa,25MPa,26. IMPa,30MPa,33MPa,35MPa,37. 4MPa,40MPa,44MPa,45MPa,47MPa,49.3MPa,50MPa ;進(jìn)一步優(yōu)選為20-40MPa ;最優(yōu)選為25_30MPa。(5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。優(yōu)選地，所述水洗的溫度為50-80 V，例如可以是50-70 V，55-65 V，68-72 V，65-79 0C，71-80 °C ,50 V, 52 °C, 55 °C, 59. 6 V, 60 V, 60. 5 V, 62 V, 65 °C，67. 3 °C, 70 °C,72. 5°C，75°C，76. 2°C，78. 1°C，80°C ;進(jìn)一步優(yōu)選為 60-75 °C ;最優(yōu)選為 65-70 °C。綜上所述，本發(fā)明優(yōu)化后的技術(shù)方案為一種泡沫鋁合金板材的制備方法，具體的步驟如下
(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. I-Imm的球狀體，干燥后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至600-700°C ；(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以800_1500rpm的速率充分?jǐn)嚢?0-600s，660-800°C的溫度下保溫靜止15_40min后進(jìn)行下一步驟；(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至10_50MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5 )冷卻步驟(4 )的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，50-80 V水洗熔化去除球狀體,烘干成型得泡沫鋁合金板材。本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化后的技術(shù)方案為
一種泡沫鋁合金板材的制備方法，具體的步驟如下(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. 3-0. 8mm的球狀體,干燥后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至620_680°C ；(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以950_1350rpm的速率充分?jǐn)嚢?00-500s，665-750°C的溫度下保溫靜止18_35min后進(jìn)行下一步驟；(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至20_40MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5 )冷卻步驟(4 )的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，60-75 0C水洗熔化去除球狀體,烘干成型得泡沫鋁合金板材。本發(fā)明最優(yōu)化的技術(shù)方案為一種泡沫鋁合金板材的制備方法，具體的步驟如下(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. 4-0. 5mm的球狀體，干燥后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至640_650°C，加熱的過(guò)程中采用惰性氣體對(duì)模具進(jìn)行保護(hù)；(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1000-1200rpm的速率充分?jǐn)嚢?00-400s，680-72(TC的溫度下保溫靜止20_30min后進(jìn)行下一步驟；(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至25_30MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5 )冷卻步驟(4 )的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，65-70 V水洗熔化去除球狀體,烘干成型得泡沫鋁合金板材。根據(jù)本發(fā)明配方及制備方法得到的泡沫鋁合金板材，其填充料不用鹽顆粒而是選用納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物，從根本上解決了鹽的腐蝕性問(wèn)題，耐腐蝕性能好、強(qiáng)度高，同時(shí)隔音降噪的效果好。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的各個(gè)實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的簡(jiǎn)易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下
實(shí)施例I :一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:2的鋁合金底材與填充料制成；所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 10wt%, Ti 3wt%, CdO. 4wt%, Co 0. 3wt%, Bi0. 15wt%，余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣按照1:1:1:1的重量比組成的混合物。上述泡沫鋁合金板材是按照如下方法制備的(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. 4-0. 5mm的球狀體，自然風(fēng)干后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至650°C，加熱的過(guò)程中采用惰性氣體對(duì)模具進(jìn)行保護(hù)； (3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以1200rpm的速率充分?jǐn)嚢?00s，720°C的溫度下保溫靜止20min后進(jìn)行下一步驟；(4 )將步驟(3 )的鋁合金熔體加入到步驟(2 )的模具中，加壓至25MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，70°C水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，力學(xué)性能參照GB/T1038-1040，聲學(xué)性能參照GBT47及GBJ88，結(jié)果如下抗壓強(qiáng)度9·I2MPa ；抗彎強(qiáng)度8.65MPa ；抗拉強(qiáng)度4.16MPa ；平均吸聲系數(shù)> O. 08 (125-400HZ頻率范圍測(cè)定)；降噪系數(shù)> O. 75 (250-2000HZ頻率范圍測(cè)定)。實(shí)施例2 一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:3的鋁合金底材與填充料制成；所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 8wt%, Ti 5wt%, CdO. 3wt%, Co 0. 4wt%, Bi
0.lwt%，余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣按照1:1:1:1的重量比組成的混合物。上述泡沫鋁合金板材是按照如下方法制備的(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. 4-0. 5mm的球狀體，于低溫干燥機(jī)中干燥后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至640°C，加熱的過(guò)程中采用惰性氣體對(duì)模具進(jìn)行保護(hù)；(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以IOOOrpm的速率充分?jǐn)嚢?00s，68(TC的溫度下保溫靜止30min后進(jìn)行下一步驟；(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至30MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，65°C水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，力學(xué)性能參照GB/T1038-1040，聲學(xué)性能參照GBT47及GBJ88，結(jié)果如下抗壓強(qiáng)度9.13MPa ；抗彎強(qiáng)度8.62MPa ；抗拉強(qiáng)度4.08MPa ；平均吸聲系數(shù)> O. 08 (125-400HZ頻率范圍測(cè)定)；降噪系數(shù)> O. 76 (250-2000HZ頻率范圍測(cè)定)。實(shí)施例3:一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:1的鋁合金底材與填充料制成；所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表不的如下組分Cu 12wt%, Ti 2wt%, CdO. 45wt%, Co O. 25wt%, Bi 0. 18wt%,余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸I丐按照1:2:3:4的重量比組成的混合物。上述泡沫鋁合金板材是按照如下方法制備的(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. 3-0. 8mm的球狀體，自然風(fēng)干后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至680°C ；(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以1350rpm的速率充分?jǐn)嚢?00s，750°C的溫度下保溫靜止ISmin后進(jìn)行下一步驟；(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至20MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，75°C水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，力學(xué)性能參照GB/T1038-1040，聲學(xué)性能參照GBT47及GBJ88，結(jié)果如下抗壓強(qiáng)度9.04MPa ;抗彎強(qiáng)度8.50MPa ;抗拉強(qiáng)度4.07MPa ;平均吸聲系數(shù)> O. 078 (125-400HZ頻率范圍測(cè)定)；降噪系數(shù)> 0.7 (250-2000HZ頻率范圍測(cè)定)。實(shí)施例4:一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:4的鋁合金底材與填充料制成；所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 6wt%, Ti 6wt%, CdO. 25wt%, Co 0. 45wt%,Bi 0. 08wt%,余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸I丐按照4:3:2:1的重量比組成的混合物。上述泡沫鋁合金板材是按照如下方法制備的(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. 3-0. 8mm的球狀體，于低溫干燥機(jī)中干燥后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至620°C ；(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以950rpm的速率充分?jǐn)嚢?00s，665°C的溫度下保溫靜止35min后進(jìn)行下一步驟；
(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至40MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，60°C水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，力學(xué)性能參照GB/T1038-1040，聲學(xué)性能參照GBT47及GBJ88，結(jié)果如下抗壓強(qiáng)度9.02MPa ;
抗彎強(qiáng)度8.49MPa ;抗拉強(qiáng)度4.03MPa ;平均吸聲系數(shù)> O. 077 (125-400HZ頻率范圍測(cè)定)；降噪系數(shù)> O. 69 (250-2000HZ頻率范圍測(cè)定)。實(shí)施例5:一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:0. 5的鋁合金底材與填充料制成；所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cul5wt%, TiO. 2wt%, CdO. 5wt%, CoO. 2wt%,BiO. 2wt%，余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣按照1:3:5:7的重量比組成的混合物。上述泡沫鋁合金板材是按照如下方法制備的(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. I-Imm的球狀體，自然風(fēng)干后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至700°C ；(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以1500rpm的速率充分?jǐn)嚢?0s，80(rc的溫度下保溫靜止15min后進(jìn)行下一步驟；(4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至lOMPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，80°C水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，力學(xué)性能參照GB/T1038-1040，聲學(xué)性能參照GBT47及GBJ88，結(jié)果如下抗壓強(qiáng)度8.86MPa ;抗彎強(qiáng)度8.35MPa ;抗拉強(qiáng)度3.84MPa ;平均吸聲系數(shù)> 0. 072 (125-400HZ頻率范圍測(cè)定)；降噪系數(shù)> 0. 65 (250-2000HZ頻率范圍測(cè)定)。實(shí)施例6:一種泡沫鋁合金板材，由體積比為1:5的鋁合金底材與填充料制成；所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 5wt%, Ti 2wt%, CdO. 2wt%, Co 0. 5wt%, Bi
0.05wt%,余量Al ;所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣按照7:3:1:5的重量比組成的混合物。上述泡沫鋁合金板材是按照如下方法制備的
(I)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O. I-Imm的球狀體，于低溫干燥機(jī)中干燥后置于模具中；(2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至600°C ；
(3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以800rpm的速率充分?jǐn)嚢?00s，800°C的溫度下保溫靜止40min后進(jìn)行下一步驟；(4 )將步驟(3 )的鋁合金熔體加入到步驟(2 )的模具中，加壓至50MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體；(5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，50°C水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。對(duì)本實(shí)施例獲得的泡沫鋁合金板材進(jìn)行性能測(cè)試，力學(xué)性能參照GB/T1038-1040，聲學(xué)性能參照GBT47及GBJ88，結(jié)果如下抗壓強(qiáng)度8.83MPa ;抗彎強(qiáng)度8.34MPa ;抗拉強(qiáng)度3.85MPa ；平均吸聲系數(shù)> O. 071 (125-400HZ頻率范圍測(cè)定)；降噪系數(shù)> O. 63 (250-2000HZ頻率范圍測(cè)定)。應(yīng)該注意到并理解，在不脫離后附的權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鲈敿?xì)描述的本發(fā)明做出各種修改和改進(jìn)。因此，要求保護(hù)的技術(shù)方案的范圍不受所給出的任何特定示范教導(dǎo)的限制。申請(qǐng)人:聲明，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種泡沫鋁合金板材，由鋁合金底材與填充料制成，其特征在于，所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫鋁合金板材，其特征在于，所述板材中鋁合金底材與填充料的體積比為1:0. 5-5，優(yōu)選為1:1-4，最優(yōu)選為1:2-3。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的泡沫鋁合金板材，其特征在于，所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比 wt% 表示的如下組分Cu 5-15wt%, Ti O. 2-2wt%, CdO. 2-0. 5wt%, Co 0. 2-0. 5wt%,Bi 0. 05-0. 2wt%，余量 Al。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的泡沫鋁合金板材，其特征在于，所述板材由體積比為1:0. 5-5的鋁合金底材與填充料制成； 所述招合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 5-15wt%, TiO. 2-2wt%, CdO. 2-0. 5wt%, Co 0. 2-0. 5wt%, Bi 0. 05-0. 2wt%,余量 Al ； 所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的泡沫鋁合金板材，其特征在于，所述板材由體積比為1:1-4的鋁合金底材與填充料制成； 所述招合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 6-12wt%, Ti2-6wt%, CdO. 25-0. 45wt%, Co 0. 25-0. 45wt%, Bi 0. 08-0. 18wt%，余量 Al ； 所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的泡沫鋁合金板材，其特征在于，所述板材由體積比為1:2-3的鋁合金底材與填充料制成； 所述招合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 8-10wt%, Ti3-5wt%, CdO. 3-0. 4wt%, Co 0. 3-0. 4wt%, Bi 0. 1-0. 15wt%，余量 Al ； 所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣按照1:1:1:1的重量比組成的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的泡沫鋁合金板材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)用造粒機(jī)將填充料造成球狀體，干燥后置于模具中； (2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具； (3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，充分?jǐn)嚢杈鶆虻娩X合金熔體，保溫靜止后進(jìn)行下一步驟； (4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體； (5)冷卻步驟(4)的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泡沫鋁合金板材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O.I-Imm的球狀體，干燥后置于模具中； (2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至600-700°C； (3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以800-1500rpm的速率充分?jǐn)嚢?0-600s，660-800°C的溫度下保溫靜止15_40min后進(jìn)行下一步驟； (4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至10-50MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體； (5 )冷卻步驟(4 )的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，50-80 V水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的泡沫鋁合金板材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O.3-0. 8mm的球狀體，干燥后置于模具中； (2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至620-680°C； (3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi,以950-1350rpm的速率充分?jǐn)嚢?00-500s，665-750°C的溫度下保溫靜止18_35min后進(jìn)行下一步驟； (4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至20-40MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體； (5 )冷卻步驟(4 )的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，60-75 0C水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9之一所述的泡沫鋁合金板材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)用造粒機(jī)將填充料造成直徑為O.4-0. 5mm的球狀體，干燥后置于模具中； (2)加熱步驟(I)獲得的球狀體及模具至640-650°C，加熱的過(guò)程中采用惰性氣體對(duì)模具進(jìn)行保護(hù)； (3)將純鋁加熱至熔化，加入配方量的Cu、Ti、Cd、Co、Bi，以1000-1200rpm的速率充分?jǐn)嚢?00-400s，680-72(TC的溫度下保溫靜止20_30min后進(jìn)行下一步驟； (4)將步驟(3)的鋁合金熔體加入到步驟(2)的模具中，加壓至25-30MPa，使鋁合金熔體充分滲入到球狀體間隙，得高溫泡沫鋁合金熔體； (5 )冷卻步驟(4 )的高溫泡沫鋁合金熔體使其在模具中定形，鋸板，65-70 V水洗熔化去除球狀體，烘干成型得泡沫鋁合金板材。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋁合金板材，具體地公開了一種泡沫鋁合金板材，其由鋁合金底材與填充料制成。所述鋁合金底材包括以質(zhì)量百分比wt%表示的如下組分Cu 5-15wt%，Ti 0.2-2wt%，Cd 0.2-0.5wt%，Co 0.2-0.5wt%，Bi 0.05-0.2wt%，余量Al。所述填充料為納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物。本發(fā)明還公開了所述泡沫鋁合金板材的制備方法。根據(jù)本發(fā)明配方及制備方法得到的泡沫鋁合金板材，其填充料不用鹽顆粒而是選用納米顆粒、麥飯石粉、白炭黑與碳酸鈣的混合物，從根本上解決了鹽的腐蝕性問(wèn)題，耐腐蝕性能好、強(qiáng)度高，同時(shí)隔音降噪的效果好。
文檔編號(hào)C22C1/08GK102776403SQ20121025868
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者葉偉炳 申請(qǐng)人:東莞市聞譽(yù)實(shí)業(yè)有限公司