[发明专利]一种蜂窝铝的制备方法

说明书

本发明公开一种蜂窝铝的制备方法，属于多孔金属材料领域。本发明所述方法采用渗流‑熔除方法制备蜂窝铝，首先用表面涂覆的锌丝预制蜂窝体反结构，将铝或铝合金熔体快速渗入到反结构中，冷却后获得锌‑铝复合体，然后利用不同金属的熔点差，将复合体中的锌丝熔除后获得蜂窝铝。本发明工艺简单，前驱体锌丝熔化后可回收利用，对环境无污染，有效降低了制备成本，适于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种蜂窝铝的制备方法，属于多孔材料制备领域。

背景技术

金属蜂窝是金属骨架和蜂窝孔相间的一种多孔金属材料，因其内部含蜂窝状直通孔而得名。金属蜂窝除具有金属特性（如良好的导电性、导热性、强韧性）外，还具有高比表面积、大开口度、轻质、高比强度、渗透流通等特性，是典型的结构功能一体化材料。其性能主要取决于蜂窝结构及金属基体材料两方面。近年来，金属蜂窝得到了多方面的研究与开发，应用已涉及到建筑、航空肮天、交通运输、电子、环保、能源等领域。

目前，金属蜂窝的主流制备方法有波纹板焊接法和粉末塑性挤压法。其中波纹板焊接法是普遍使用的制备方法，该方法先将金属薄板带加工成波纹状，再焊接或粘结成蜂窝状，采用这种方法制备的蜂窝铝存在许多不足，如连接强度不高、力学性能、热电性能和高温性能差、受焊接条件限制基材范围窄等；粉末塑性挤压法主要用于制备抗高温氧化性良好的蜂窝材料，如不锈钢蜂窝、Fe-Cr-Al蜂窝等，对于铝或铝合金，由于铝粉末的烧结问题难以解决，因此还未能用此方法获得铝蜂窝。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种蜂窝铝的制备方法，该采用表面涂覆的锌丝制备具有铝蜂窝反结构的渗流前驱体，采用铝或铝合金作为渗流体，将铝或铝合金熔体加压渗流到反结构中，冷却后获得锌-铝复合体，然后利用不同金属的熔点差将锌丝熔除获得蜂窝铝，具体包括以下步骤：

（1）铝蜂窝反结构的渗流前驱体制备

①在锌丝表面涂上耐高温的涂覆材料，涂覆后的锌丝干燥备用。

②将两块相互平行的多孔不锈钢板进行装配，将步骤（1）得到的锌丝依次穿过两块不锈钢板上的孔，穿过所有孔后将锌丝两端拉紧固定获得钢-锌的骨架结构。

③调整两块不锈钢板之间的距离，使锌丝产生拉伸紧固，将骨架结构安装到渗流装置内部，获得具有蜂窝反结构的渗流前驱体；所述渗流装置的外面设有冷却装置。

（2）铝或铝合金熔化保温：将铝或铝合金加热到熔化，并去除熔体表面浮渣，备用。

（3）蜂窝铝的渗流-熔除制备

①蜂窝反结构的渗流前驱体的预热：将步骤（1）中获得的具有蜂窝反结构的渗流前驱体加热到310~360℃预热并保温10~25min。

②加压渗流：将步骤（2）中获得的铝或铝合金熔体从渗流装置的渗流口压渗到锌丝的空隙中，渗流完成后迅速向冷却装置的进水口通入冷却水，冷却水从出水口流出；

③锌丝熔除：拆除渗流装置和冷却装置获得锌-铝复合体，将锌-铝复合体加热使锌丝全部熔化，向锌-铝复合体通入压缩空气，将锌熔体完全吹除得到蜂窝铝。

优选的，本发明步骤（1）耐高温的涂覆材料由以下原料制备得到：石膏粉、滑石粉、石墨粉按质量比为1:（1.5~2）:（2~3）的比例混合得到混合粉末，然后再将混合粉与淬火油按质量比为1:（1.5~1.8）的比例混合均匀得到。

优选的，本发明步骤（1）中耐高温涂层的厚度0.2~0.5mm，锌丝的直径1~4mm。

优选的，本发明步骤（1）中两块多孔不锈钢板用螺杆和螺母进行装配，板间距50~100mm，多孔不锈钢板的孔径为1.5~5.1mm、孔间距为0.3~0.6mm。