[发明专利]一种多孔镁合金的发泡装置及方法

说明书

本发明提供了一种多孔镁合金的发泡装置，包括：熔化炉；设置在所述熔化炉顶部的炉盖，所述炉盖设有第一通孔和第二通孔；贯穿所述第一通孔的移液勺；固定在所述第二通孔的发泡模具，所述发泡模具悬空于熔化炉内部；设置在所述发泡模具中的搅拌器。本发明提供的发泡装置能够实现短流程发泡，省去加入增粘剂及保温发泡环节，不在半固态下长时间搅拌，一方面不会改变已有合金成分，对产品性能影响小，另一方面使发泡工艺适用于大多数镁合金且成形性好，再一方面缩短发泡时间、提高发泡效率；并且通过熔化炉与发泡模具的结构设计，能够使发泡剂分解的速度与镁合金液降温增粘速度相配匹，从而防止析出的气泡聚合和溢出，得到的多孔镁合金孔径小且均匀。

技术领域

本发明涉及多孔金属材料的制备技术领域，更具体地说，是涉及一种多孔镁合金的发泡装置及方法。

背景技术

熔体发泡法是制备多孔合金的一种较为常用的方法。与多孔铝合金相比，用该种方法制备多孔镁合金起步较晚，工艺尚不成熟。多孔镁合金的发泡工艺中通常采用碳酸盐(CaCO₃、MgCO₃或者菱镁矿粉)作为熔体发泡剂，为防止产生气体的快速逸出与气泡的合并长大，需要增加熔体的粘度，一般采用往熔体中加入增粘剂的方法，如Ca或SiC等颗粒。同时，为了使发泡剂均匀的分布在熔体中，需要对合金液进行搅拌，然后静置保温一段时间让发泡剂充分发泡。

现有技术中较典型的工艺有：

(1)南昌航空大学周全等，在ZM5镁合金中加入了3％的金属Ca起阻燃作用，加入SiC颗粒起增粘作用，在580℃时加入发泡剂菱镁矿石粉末，平均粒径为200目，在2000r/min的搅拌速度下搅拌2min，然后迅速提出搅拌器，在620℃保温发泡，保温时间为8min，最后冷却，得到多孔镁合金。

(2)河海大学杨东辉等采用纯镁加入2％Ca增粘剂，发泡剂为CaCO₃粉末，颗粒直径4μm，半固态搅拌速度1000rpm，搅拌时间30s，保温时间30s，搅拌及保温温度范围在660℃～750℃，得到多孔镁合金。

但是，现有技术中的多孔镁合金的发泡工艺都需要加入增粘剂，从而改变已有合金的成分，对产品性能产生不利影响；并且，需要在半固态下搅拌，而只有少数流动性好的铸造镁合金适宜在半固态下搅拌，而大多数镁合金的半固态区间较小，温度高，搅拌过程不易控制，成形性差；同时，还需要保温发泡，工艺时间长、效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多孔镁合金的发泡装置及方法，该装置能够实现短流程发泡，省去加入增粘剂及保温发泡环节，同时不在半固态下长时间搅拌，得到的多孔镁合金孔径小且均匀。

本发明提供了一种多孔镁合金的发泡装置，包括：

熔化炉；

设置在所述熔化炉顶部的炉盖，所述炉盖设有第一通孔和第二通孔；

贯穿所述第一通孔的移液勺；

固定在所述第二通孔的发泡模具，所述发泡模具悬空于熔化炉内部；

设置在所述发泡模具中的搅拌器。

优选的，所述熔化炉的内部设有合金液高度线，所述发泡模具的底部在上述合金液高度线的平面以上，悬空于熔化炉内部。

优选的，所述发泡模具的外径与所述第二通孔的直径相匹配。

优选的，所述发泡模具顶部带有外沿，通过所述外沿将发泡模具固定在第二通孔。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的发泡装置制备多孔镁合金的方法，包括以下步骤：

a)将镁合金在熔化炉中加热熔化，得到镁合金液；同时预热发泡模具；然后在所述发泡模具中加入发泡剂，再用移液勺将所述镁合金液加入到发泡模具中，进行搅拌，取出所述发泡模具，冷却后得到多孔镁合金。