[发明专利]一种注塑型通孔泡沫金属及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种注塑型通孔泡沫金属及其制备方法，更具体地，涉及将金属粉末、粘结剂和造孔剂的混合料注塑成型，并通过真空烧结制备泡沫金属的方法。

背景技术

泡沫金属是一种金属基体中含有大量结构及分布可控的孔洞,以孔洞作为复合相的新型复合材料。泡沫金属兼有结构材料和功能材料的特点。作为结构材料，它具有轻质、高比强度和很高的比表面积等特点，在航空、航天领域的应用上表现出极大的优越性，例如，泡沫铝已经用于飞机机翼复合材料的芯片，并成为加热器、热交换器和电池极板的优良材料；泡沫镍已用于墙体或地板的加热瓦，用作碱性电池及燃料电池的极板材料，可极大地提高电池容量；作为功能材料，它具有良好的吸声、隔声、散热、隔燃、减振、阻尼、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能。

传统的泡沫金属制备方法可分为铸造法、沉积法、粉末冶金法等。铸造法很难控制孔的尺寸和均匀度，孔隙度较小；沉积法适用范围小，价格昂贵；粉末冶金法成型结构单一，成品质量较差。

本发明结合金属粉末注塑的方式，较好地弥补了上述传统制备方法的缺陷，提供了一种制备通孔泡沫金属的新方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种将金属粉末、粘结剂和造孔剂混合料注塑成型，并通过真空烧结脱脂并发泡，制备泡沫金属的方法，该方法可以得到较现有泡沫金属更好的材料特性和结构。

为实现所述目的，本发明的技术方案如下：

一种注塑型通孔泡沫金属，其中，所述泡沫金属由镍基合金混合料制成，所述镍基合金混合料的组分按照质量百分比计算，包括：

镍60粉末60％-65％；

粘结剂10％-12％；

造孔剂25％-28％；

所述粘结剂的组分按照质量百分比计算，包括：

低密度聚乙烯50％-55％；

石蜡40％-45％；

硬脂酸5％-10％；

所述造孔剂的组分按照质量百分比计算，包括：

氢化钛7％-10％；

氯化钠90％-93％。

所述的注塑型通孔泡沫金属，其中，所述泡沫金属表面及内部具有若干葫芦状结构的通孔。

所述注塑型通孔泡沫金属的制备方法，其中，包括以下步骤：

(a)将低密度聚乙烯、石蜡、硬脂酸按照上述质量比在双螺杆挤出机中共混挤出，得到粘结剂；

(b)将粘结剂、镍60粉末和造孔剂按照上述质量比在双螺杆挤出机中共混挤出，得到喂料；

(c)根据发泡产品制造注塑模具，在注塑机中添加喂料，注塑后得到制件；

(d)控制工艺参数，将制件经过真空烧结脱脂和氢化钛分解，并进行预烧结，形成烧结颈，继续提高烧结温度，熔盐脱盐后得到泡沫金属，炉冷至室温取出样品；

(e)将样品放入水浴缸清洗，过滤杂质，取出干燥后得到泡沫金属。

所述的注塑型通孔泡沫金属的制备方法，其中，所述步骤(a)中共混时间为0.5-1小时，温度为150℃。

所述的注塑型通孔泡沫金属的制备方法，其中，步骤(b)还包括：

(b1)干燥粘结剂；

(b2)将粘结剂、镍60粉末和造孔剂交替倒入料斗，共混时间0.5-1小时、料筒温度170℃-200℃。

所述的注塑型通孔泡沫金属的制备方法，其中，所述步骤(c)中，注塑模具模温控制在80℃，保压时间2-3s，至冷却到模温后开模取出。

所述的注塑型通孔泡沫金属的制备方法，其中，所述步骤(d)中，烧结炉开始以20℃-40℃/min的速率升温至450℃停止升温，保温1小时脱粘结剂，氢化钛分解放出氢气，形成开放孔洞，以50℃-70℃/min的速率迅速升温至750℃-800℃，保温1小时进行预烧结，使颗粒粉末之间形成烧结颈，形成金属的基本骨架，保证此后的熔融脱盐过程发生大量金属粉末的坍塌，继续升温至1000℃保温0.5小时熔融脱盐，氯化钠呈液态从开放孔中流出，最后升温至1050℃保温0.5小时，炉冷降至室温后，取出样品。

所述的注塑型通孔泡沫金属的制备方法，其中，所述步骤(e)中，水浴是在100℃沸腾的情况下，反复过滤，去除杂质，然后在150℃温度环境下干燥2小时。

本发明的有益效果是，该方法使泡沫金属可获得复杂化、小型化的结构和均质的微孔结构，同时具有制造周期短、工艺流程少、生产过程环保等优点。该泡沫金属适合做催化剂和高容量电池的电极。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺流程图。