[发明专利]一种制备开孔泡沫金属的成套设备及方法

权利要求书

1.一种制备开孔泡沫金属的成套设备，其特征在于该成套设备包括混粉机、模具回形传送装置、压力装置、顶出装置、机械手装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉、冷却水池和操作平台；所述操作平台包括上、中、下三层台面，三层台面呈阶梯状依次分布，以压力装置的左右边界为界将操作平台从左至右依次分成左区、中区和右区，上层台面设有混粉机，且位于左区内；所述压力装置位于下层台面的中区内，顶出装置位于下层台面的右区内；所述模具回形传送装置由模具装料区、压制成形区和顶出制件区构成，模具装料区位于混粉机的下方，压制成形区位于中区，且对应在压力装置的压制板下方，顶出制件区正对顶出装置，且位于右区；顶出装置的右侧设有机械手装置，以机械手装置所在位置为圆心，机械手装置到顶出装置的距离为半径做圆，顶出装置、造孔剂溶解池、鼓风干燥箱、保温炉和冷却水池沿逆时针方向均匀布置在该圆周上；

所述混粉机包括大转盘、n个小转盘、混粉机控制器、n个混粉罐和鼓风机；每个混粉罐下部连接有一个小转盘，所述小转盘嵌入大转盘内，n个小转盘在大转盘圆周上均匀分布；每个混粉罐内均加有磨球，上部设有由混粉罐小盖板和混粉罐大盖板组成的瓣合式混粉罐盖板，底部开有可控的混粉罐漏料孔，混粉罐漏料孔由混粉机控制器控制开闭；每个混粉罐大盖板上部设有鼓风机通气孔，鼓风机正对鼓风机通气孔；所述大转盘设有n个大转盘漏料孔、每个小转盘中心设有小转盘漏料孔；对应的混粉罐、鼓风机通气孔、瓣合式混粉罐盖板、小转盘、混粉罐漏料孔、小转盘漏料孔、大转盘漏料孔同轴；

所述模具回形传送装置包括模具、传送台、传送装置控制器和振荡器；传送台水平固定在操作台的中层台面上，传送台右侧通过模具回形台固定支架固定，传送装置控制器固定在上层台面与中层台面间的台阶纵向面上，传送台从后至前依次设有第一模具导板、第二模具导板和第三模具导板，在第一模具导板和第二模具导板及第二模具导板和第三模具导板之间均设有模具导滑槽及槽内滚轴，模具装料区、压制成形区和顶出制件区依次布置在第一模具导板和第二模具导板之间，在模具装料区及顶出制件区贯穿传送台的横向也设有模具导滑槽及槽内滚轴，每个区均设置有针式触碰开关，通过针式触碰开关控制模具的运行，滚轴的运行由传送装置控制器和相应的针式触碰开关控制；振荡器位于模具装料区内，振荡器上方设置模具，通过传送装置控制器控制振荡器，进而实现模具的上下升降。

2.根据权利要求1所述的制备开孔泡沫金属的成套设备，其特征在于所述造孔剂溶解池内设有漏筐，漏筐的筐壁为孔洞结构，漏筐挂在造孔剂溶解池上；造孔剂溶解池的上部和下部分别设有出水口和进水口，底部设有超声振荡器，左、右内壁上设有溶解池加热器，在右侧池壁的上部设有溶解池控温仪。

3.根据权利要求1所述的制备开孔泡沫金属的成套设备，其特征在于所述保温炉上的炉盖为瓣合式炉盖，炉盖上设有保护气通孔。

4.一种制备开孔泡沫金属的方法，使用权利要求1-3任一所述的成套设备，包括以下步骤：

1)选料，选择球形、立方体形或不规则形，且直径为1-5mm的食盐颗粒为造孔剂，选择原料为直径为100-300μm的纯铝、铝合金、纯镁或镁合金粉末；

2)均匀混粉，将原料在混粉机中以150-200r/min的速度研磨20-30min；按照食盐颗粒与原料的质量比为0.05-0.10称取食盐颗粒，以250-300r/min的速度混合20-40min后，将速度增加到350-450r/min，混合20-30min后得到混合均匀的粉末；

3)装料，将步骤2)混合均匀的粉末通过鼓风机吹入模具中，振荡，使粉末在模具中分布完全均匀；

4)压制，将装好粉末的模具传送至压制成形区，在冷压压力500-600MPa下保压2-4min得到压制件；或热压压力300-400MPa下保压1-3min得到压制件；

5)溶解造孔剂，将步骤4)的压制件置于造孔剂溶解池中，造孔剂溶解池的水温调至30-50℃，超声振荡至造孔剂完全溶解，取出压制件静置；

6)干燥压制件，将步骤5)所得的压制件放入鼓风干燥箱中干燥后取出；

7)烧结压制件，将干燥后的压制件放进保温炉中，以5-10℃/min的升温速度升温至500-550℃，保温0.5-1h；若步骤1)中的原料选择为纯镁或镁合金粉末，需先向保温炉内通入保护气体10-20min，再升温；

8)冷却，将烧结后的压制件放到冷却水池中冷却，冷却后放进鼓风干燥箱中烘干，即得到开孔泡沫金属。

5.根据权利要求4所述的制备开孔泡沫金属的方法，其特征在于所述步骤8)可以采用随炉冷却的方式冷却得到开孔泡沫金属，若为开孔泡沫镁，随炉冷却时应在保护气下进行。