[发明专利]一种孔径和物性无偏差的三维多孔金属材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种孔径和物性无偏差的三维多孔金属材料的制备方法，包括用3D打印机，打印出多孔结构均匀一致的基体，基体上至少设置有1个盲孔，得到带盲孔基体；将带盲孔基体经过导电处理，得到导电基体；将导电基体浸没在电镀液中，将超声振动棒插入电镀液中，将与盲孔匹配的注液针插入盲孔内，往盲孔内注入新增电镀液，电镀完成后得到三维多孔金属半成品；将三维多孔金属半成品晾干后放入焚烧炉中焚烧除去导电基体，再将三维多孔金属半成品置于还原性气体中高温处理。本发明的有益效果是能使生产的泡沫基体孔径和面密度在误差范围内保持一致，同时最大限度的保持金属内部和外部镀层的一致性。

技术领域

本发明涉及三维多孔金属行业，具体涉及到一种孔径和物性无偏差的三维多孔金属材料的制备方法。

背景技术

现有三维多孔金属的制备，一般是采用在泡沫基体上电镀金属的方式完成，而泡沫基体上孔径和密度的不一致，也造成了三维多空金属物性的不一致，从而影响了泡沫金属的面密度及孔径。如何制备孔径和密度一致的泡沫基体，成为了制造物性一致的三维多空金属首先需要解决的一个问题。

除了泡沫基体的孔径和密度外，电镀厚度是影响三维多孔金属物性一致性的另一个重要因素，而影响电镀厚度的一个重要因素是电镀方法。三维多空金属材料的制备一般采用连读镀的方式，连续镀适用于成批生产的线材和带材。连续镀生产的线材和带材由于受到电化学和几何等因素的制约，基体内外镀层厚度不均匀，影响了泡沫体性能的一致性。

文献CN103147100A公开了一种混杂多孔金属材料的制备方法，包括对多孔基体材料的导电化处理，预电镀多孔基体后再添加烧灼颗粒进行混合电镀，最后焚烧多孔基体和灼烧颗粒并还原得到多孔金属材料。该方法生产的多孔金属材料，物性受多孔基体的限制无法达到一致，同时镀层均匀性的问题也没有得到解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种孔径和物性无偏差的三维多孔金属材料的制备方法，能使生产的泡沫基体孔径和面密度在误差范围内保持一致，同时最大限度的保持金属内部和外部镀层的一致性。

本发明的内容包括以下步骤：

(1)用3D打印机，打印出多孔结构均匀一致的基体，基体上设置有至少1个盲孔，盲孔深度为基体厚度的1/2，得到带盲孔基体；使用3D打印技术，能够打印出孔径和面密度一致的多孔基体，使电镀出的多孔金属在孔径和面密度上能基本达到一致，从而使得使基体内部电镀不再受几何因素的制约。

经实验发现，基体从外向内延伸，电镀效率会逐渐减小，从而影响基体内外电镀层的厚度。在连续电镀中，因为基体厚度较薄，一般为1-3mm，电镀效率从外向内的衰减并不明显，因此连续电镀制备的材料内外镀层厚度区别不大；而挂镀制备的多孔金属材料，厚度一般大于8mm，甚至达到100mm，电镀效率从外向内的衰减较为明显，内部难以镀透。而盲孔的设置，正是为了在电镀过程中往基体内部注射电镀液，使基体内部电镀不再受电镀液的制约，造成内部电镀层薄于外部电镀层，从而影响多孔结构性能的一致性。

当通过盲孔往基体内部注射电镀液时，注射的电镀液会在基体内部1/2处呈360度扩散，但扩散的影响范围是有限的，通常需要往多个均匀排布的盲孔内注射电镀液，才能完成对整个基体的均匀电镀。

(2)将带盲孔基体经过导电处理，得到导电基体；

(3)将导电基体浸没在电镀液中，将超声振动棒插入电镀液中，将与盲孔匹配的注液针插入盲孔内，往盲孔内注入新增电镀液，所述新增电镀液体积浓度至少为原电镀液体积浓度的1.5倍，然后开始电镀并启动超声振动棒；所述电镀液根据电镀不同的金属进行调节，电镀温度控制在45-60℃为宜，温度过高不仅会灼伤基体，还会影响基体内外电镀层的均匀性，因为电镀速率会随温度的升高而加快，当温度过高时，基体内部金属离子的消耗速率会大于补充速率，致使内外电镀层的不均匀性扩大；