[发明专利]一种制备开孔泡沫金属的成套设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及开孔合金制造技术领域，具体涉及一种制备开孔泡沫金属的成套设备及方法。

背景技术

开孔泡沫金属是近年来发展迅速的一种新型轻质材料，特殊的孔结构使得其具有轻质、比表面积大、比刚度和比强度大、吸声和阻燃性能好等特性。目前，在交通运输、建筑装饰、生物医学等领域得到了广泛的应用。由于开孔泡沫金属具有如此多的优异性能及广泛用途，近年来成为材料领域关注的一大热点。

目前针对开孔泡沫铝的制备方法主要有粉末冶金法、熔模铸造法和渗流铸造法。申请号为CN201510368978.8的发明专利公开了一种用于减振吸能的碳纳米管增强泡沫铝复合材料的制备方法，该方法是以尿素(CO(NH₂)₂)为造孔剂的粉末冶金法制备开孔泡沫铝，其不足之处在于该方法工艺流程复杂，生产成本高，尿素分解产生的氨气有毒，影响人体健康，造成环境污染且该方法不能适用于大量机械化、连续化生产。申请号为CN201310507918.0的发明专利公开了一种泡沫铝合金的渗流铸造工艺，该工艺采用食盐作为造孔剂，利用渗流铸造法制备开孔泡沫铝，渗流铸造法的影响因素较多，工艺过程不容易协调控制，就其中的造孔剂预热温度、金属液浇注温度和渗铸压力三个因素来说，并非温度越高压力越大越好，需要三者良好的配合才能制备出结构均匀的泡沫金属，加大了生产制备难度；同时该方法没有专门连续化生产的成套设备，导致操作分散，生产过程不连续，生产效率低，不适合进行工业化生产。申请号为CN201410457751.6的发明专利公开了一种可降解开孔多孔镁及镁合金生物材料及其制备方法，该方法利用烧结氯化钠得到预制体从而制备开孔泡沫镁及镁合金生物材料的方法，该制备方法除了申请号为CN201310507918.0专利中提到的渗流铸造工艺的不足外，采用碱洗的方法来滤出氯化钠，会导致孔壁严重腐蚀，破坏了镁多孔结构的完整性，加入醇作为缓冲液只能减缓对镁基体的腐蚀。以上方法虽然能够制备出开孔泡沫金属，但该方法仅停留在实验室阶段，不能实现产业化生产。专利号为ZL201310038972.5的中国专利公开了一种生产泡沫铝的成套设备，该设备是利用熔体发泡法生产闭孔泡沫金属的成套设备，得不到孔隙均匀的开孔泡沫金属。

我国开孔泡沫铝的产业化生产正处于起步阶段，机械化、连续化开孔泡沫铝生产设备的缺乏使得目前的生产基本处于人工操作或半人工操作状态，导致了大尺寸开孔泡沫铝孔结构、比表面积、比强度和比刚度的控制难度较大，不能保证产品性能的一致性，限制了产品的推广和应用。而且，利用粉末冶金法生产开孔泡沫铝的各种设备之间也没有连续性，工艺操作分散，生产过程不连续，生产效率低下，导致产品生产成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明需要解决的技术问题是：提供一种制备开孔泡沫金属的成套设备及方法。该成套设备能制备出质轻、孔隙均匀、孔径大小可控、综合性能良好的开孔泡沫金属，且该成套设备具有立体化、机械化和连续化的特点，且节能高效、操作简单、安全性高、布局紧凑、占地面积小等优点，适于工业生产应用。该方法采用食盐粒子做造孔剂，同时采用清水替代碱液来溶解食盐颗粒，可制备出形状复杂的异形开孔泡沫金属，方法流程简单、成本低廉、健康环保。

本发明解决该技术问题采用的技术方案是：

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。