[发明专利]一种钪-铝合金泡沫铝材料及其制备方法

说明书

本发明涉及泡沫铝及其制备技术领域，具体涉及一种钪‑铝合金泡沫铝材料及其制备方法，所述钪‑铝合金泡沫铝材料，以泡沫铝材料的总重量为1为基准，所述钪‑铝合金泡沫铝材料包括：镁2.6～5.2wt％、稀土元素0.16～0.22wt％、铁0.002～0.008wt％、钪0.05～0.15wt％、硅0.23～0.59wt％、碳0.01～0.026wt％、钛0.56～1.21wt％、贵金属0.01～0.05wt％、氮0.12～0.28wt％，余量为铝；其中，所述贵金属选自金、银、铂、钯、钌和铑中的至少两种；本发明通过在铝合金中添加微量的金属元素，使泡沫铝合金的基体晶粒大幅度细化，利用细晶强化作用，在不降低泡沫铝合金韧性的同时，提高泡沫铝合金的强度。

技术领域

本发明涉及泡沫铝及其制备技术领域，具体涉及一种钪-铝合金泡沫铝材料及其制备方法。

背景技术

泡沫铝是一类内部存在有大量气泡、且气泡分布在连续金属相中形成孔隙结构的复合材料。它将连续相铝的金属特点和分散相气孔的孔隙特性有机地结合在一体，使得其具有了密度轻、能量吸收性能良好、独特的声学与热学性能以及优异电磁屏蔽等特点，也使得其在建筑、轨道交通、机械制造与航空航天等领域有着巨大的应用潜力。目前大规模工业化生产制备闭孔泡沫铝的方法是熔体发泡法。熔体发泡法具有工艺简单等优点，其制备闭孔泡沫铝工艺的大致流程为：将铝锭熔化后将铝熔体倾倒到一个增粘坩埚，在搅拌的情况下往铝熔体中加入金属钙类增粘剂，当熔体降温到合适粘度后，边搅拌边加入发泡剂，随即将含发泡剂熔体倒入发泡模具、并将发泡模具推入发泡炉，发泡完成后冷却即得到泡沫铝。

目前的泡沫铝材料的制备方法复杂，且制备得到的泡沫铝的泡孔尺寸均匀性差，且力学性能较差，在遇到外力使，容易破碎，从而严重影响泡沫铝的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种钪-铝合金泡沫铝材料及其制备方法，它具有优异的力学性能。

本发明提供了一种钪-铝合金泡沫铝材料，以泡沫铝材料的总重量为1为基准，所述钪-铝合金泡沫铝材料包括：镁2.6～5.2wt％、稀土元素0.16～0.22wt％、铁0.002～0.008wt％、钪0.05～0.15wt％、硅0.23～0.59wt％、碳0.01～0.026wt％、钛0.56～1.21wt％、贵金属0.01～0.05wt％、氮0.12～0.28wt％，余量为铝；

其中，所述贵金属选自金、银、铂、钯、钌和铑中的至少两种。

为了进一步优化所述泡沫铝材料的力学性能，优选条件下，以泡沫铝材料的总重量为1为基准，所述钪-铝合金泡沫铝材料包括：镁3.2～4.8wt％、稀土元素0.18～0.2wt％、铁0.003～0.005wt％、钪0.08～0.12wt％、硅0.36～0.48wt％、碳 0.015～0.02wt％、钛0.63～0.95wt％、贵金属0.01～0.05wt％、氮0.15～0.18wt％，余量为铝。

本发明中，通过在铝合金中添加稀土元素，能够形成Al-RE系合金，导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变，有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加，抗拉强度、硬度提高。优选条件下，所述稀土元素包括镧、铈、镨、钬、铒、铥、镱、镥、钇和铌中的至少一种。

本发明中所述氮元素以氮化铝、氮化硅、氮化钛的形式存在，有利于优化所述泡沫铝材料的力学性能。

本发明还提供一种所述的钪-铝合金泡沫铝材料的制备方法，包括以下步骤：