专利名称：一种泡沫铝的发泡剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于泡沫铝及泡沫铝合金的制备技术领域。
背景技术：
泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺制成的含有大量闭合空隙的铝基金属材料，同时兼有金属和气泡特征。特点是密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。可广泛应用于交通运输、建筑机械、电子通讯、航空航天、 环境保护等多个领域。从20世纪中叶开始，世界各国竞相投入到泡沫铝的研究与开发之中，经历50余年的研究发展，目前已形成多种制备泡沫铝的方法。针对闭孔泡沫铝来说常见的有熔体发泡法、粉末冶金法、注气发泡法。目前最具商业价值的泡沫铝制备工艺是熔体发泡法，可以生产大尺寸且具有规则孔洞结构的闭孔泡沫铝。但到目前为止，鲜有大规格闭孔泡沫铝制品商业化应用的报道。存在的问题主要表现在
(1)传统工艺大都采用TiH2等作为发泡剂及金属钙作为增粘剂，TiH2类发泡剂分解速度快的特点使得该法操作条件苛刻，成品率低；
(2)昂贵TiH2类发泡剂及金属钙的使用，也进一步提高了闭孔泡沫铝的制造成本；还有目前的间断式操作，大大降低了生产效率；
(3)基础理论研究薄弱，对制备工艺过程中裂纹、空腔等缺陷的产生以及气泡的形成、 演化、稳定机制研究不够透彻，难以形成稳定的制备技术。因此，开发可替代TiH2类发泡剂的新型材料意义重大。
发明内容
本发明的目的设计一种经济、高效的发泡剂可替代TiH2类发泡剂及制备方法。一种泡沫铝发泡剂，其特征是其成分配比为碳酸钙30 40wt %，焦炭40 50wt%、氧化钛0. 5 lwt%、氢氧化铝2 5wt%、余量为碳酸钠。本发明提到的发泡剂制备泡沫铝方法的步骤
(1)熔化过程将铝合金锭放入坩锅，加热到680 720°C后恒温，直至其熔化；
(2)增粘过程和发泡过程向铝熔体中加入1.5^3%的发泡剂，并以1500 2000rpm的搅拌速度搅拌5 lOmin，使熔体粘度增加，同时使发泡剂在铝熔体中分布均勻；
(3)保温过程发泡剂混合均勻后，680 760°C恒温，保温5 lOmin。(4)冷却过程泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。本发明的有益效果为
1.本发明的泡沫铝发泡剂是可替代TiH2类发泡剂的新型材料。发泡剂由生石灰和焦炭组成，其成分配比为生石灰20 40wt %，焦炭60 SOwt %。本发明的发泡剂成本低，经济有效。2.本发明的泡沫铝发泡剂具有增稠和发泡的双重作用，减少了传统的制备步骤，将增粘过程和发泡过程同时进行，降低了生产成本。3.发明的泡沫铝发泡剂的发泡原理是 Ca0+3C=CaC2+C0(l)
C0+02=C02(2)
其反应时间长，从而使得泡沫铝材制备过程中的各种条件(包括温度、时间及搅拌强度等)没有使用TiH2作发泡剂时的苛刻。4.本发明的增粘机理主要在于CaO和分解得到的CaC2固体微粒残留物使熔体的粘度增加。发泡剂产生的气体C02气体可以与铝熔体发生反应形成许多细小的氧化物颗粒，增加熔体的粘度。5.本发明的泡沫铝及泡沫铝合金制备方法的保温过程是680 760°C恒温，保温 5 lOmin。在该温度段中，反应平缓，产生气体均勻。740°C下制备的泡沫铝样品的孔隙率大于80%，其密度为0. 12 0. 24g/m3,孔径为2 6mm。6.本发明的泡沫铝发泡剂不仅是替代TiH2类发泡剂的新型材料，而且具有TiH2 类发泡剂无法比拟的特点。本发明的特点发泡剂价格低廉，经济有效；减少了传统的制备步骤，降低了生产成本；发泡剂具有的增稠和发泡的双重作用增大了泡沫铝的孔隙率。
具体实施例方式
给出发明实施例，但不构成对本发明的任何限制 实施例1
一种泡沫铝发泡剂，其特征是其成分配比为碳酸钙30wt%，焦炭40wt%、氧化钛 0. 5wt%、氢氧化铝2wt%、余量为碳酸钠。(1)熔化过程将纯铝，加热到680 720°C后恒温，直至其熔化；
(2)增粘过程和发泡过程向铝熔体中加入1.5^3%的发泡剂，并以1500 2000rpm的搅拌速度搅拌5 lOmin，使熔体粘度增加，同时使发泡剂在铝熔体中分布均勻；
(3)保温过程发泡剂混合均勻后，680 760°C恒温，保温5 lOmin。(4)冷却过程泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。固定后成为泡沫
ρ O实施例2
一种泡沫铝发泡剂，其特征是其成分配比为碳酸钙40wt%，焦炭50wt%、氧化钛lwt%、 氢氧化铝5wt%、余量为碳酸钠。(1)熔化过程铝镁合金，加热到680 720°C后恒温，直至其熔化；
(2)增粘过程和发泡过程向铝熔体中加入1.5^3%的发泡剂，并以1500 2000rpm的搅拌速度搅拌5 lOmin，使熔体粘度增加，同时使发泡剂在铝熔体中分布均勻；
(3)保温过程发泡剂混合均勻后，680 760°C恒温，保温5 lOmin。(4)冷却过程泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。固定后成为泡沫招镜合金ο实施例3
一种泡沫铝发泡剂，其特征是其成分配比为碳酸钙35wt%，焦炭Mwt %、氧化钛 0. 6wt%、氢氧化铝、余量为碳酸钠。
(1)熔化过程将铝硅合金，加热到680 720°C后恒温，直至其熔化；
(2)增粘过程和发泡过程向铝熔体中加入1.5^3%的发泡剂，并以1500 2000rpm的搅拌速度搅拌5 lOmin，使熔体粘度增加，同时使发泡剂在铝熔体中分布均勻；
(3)保温过程发泡剂混合均勻后，680 760°C恒温，保温5 lOmin。(4)冷却过程泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。固定后成为泡沫铝硅合金。
权利要求
1.一种泡沫铝发泡剂，其特征是其成分配比为碳酸钙30 40wt %，焦炭40 50wt %、 氧化钛0. 5 lwt%、氢氧化铝2 5wt%、余量为碳酸钠。
2.一种泡沫铝的制备方法，其特征是(1)熔化过程将铝合金锭放入坩锅，加热到 680 720°C后恒温，直至其熔化；( 增粘过程和发泡过程向铝熔体中加入权利要求1 所述的1. 5 3%的发泡剂，并以1500 2000rpm的搅拌速度搅拌5 lOmin，使熔体粘度增加，同时使发泡剂在铝熔体中分布均勻；( 保温过程发泡剂混合均勻后，680 760V 恒温，保温5 IOmin ； (4)冷却过程泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。
全文摘要
一种泡沫铝及泡沫铝合金的发泡剂和制备方法。属于泡沫铝及泡沫铝合金的制备技术领域。本发明发泡剂由生石灰和焦炭组成，其成分配比为碳酸钙30～40wt％，焦炭40～50wt％、氧化钛0.5～1wt%、氢氧化铝2～5wt%、余量为碳酸钠。本发明提到的发泡剂制备泡沫铝及泡沫铝合金的步骤(l)熔化过程将铝合金锭放入坩锅，加热到680～720℃后恒温，直至其熔化;(2)增粘过程和发泡过程向铝熔体中加入1.5~3%的发泡剂，并以1500～2000rpm的搅拌速度搅拌5min，使熔体粘度增加，同时使发泡剂在铝熔体中分布均匀;(3)保温过程发泡剂混合均匀后，680～720℃恒温，保温5～10min。(4)冷却过程泡沫铝形成后，使其在空气自然冷却或强制水冷。本发明的发泡剂成本低，经济有效，可替代TiH2类发泡剂。
文档编号C22C1/08GK102373345SQ20111025202
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者谢利荣 申请人:吴江市精工铝字制造厂