[发明专利]可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法

说明书

本发明涉及金属材料制造方法，尤指一种可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，特别是针对中国专利申请号98103046.7母案的制作方法提出延伸实施的发明。

近年来由于多孔质的金属材料具有改善材料的比重、抗压强度、韧性等问题，同时又能具备防火、隔音、隔热、防磁波干扰等单一或复合特性，因此对于该项多孔质金属材料的开发技术，已逐渐受到国内外各界的注意；而对于目前所开发的多孔质金属，依其孔洞的是否连通可分为发泡性金属及通气性金属二类。

其中，该发泡金属的气孔是为个别独立且无互通性，通常是应用于轻量构造材料(噪音吸收体、防震材料、冲击缓冲材料、断热构造材料)，而在制作方法上，大致可分为发泡剂发泡法、溶解度差法、溅镀法、金属镀著法等；而另一通气性金属，其孔洞是为彼此相连通，而该通气性金属是可应用于制作过滤器、催化剂、消音器、热交换器电池的电极材料、液体分离器、液体流量调节器、将水纯化的氧气处理器、自我润滑性轴承、LSI的放热板防震材料、船只/飞机/太空船体内的壁板、合板的充填材料等，而其制作方法上，是可分为粉末冶金法、消失模铸造法、金属纤维烧结法、发泡剂发泡法等几种。

然而，在上述已知的通气性金属制作技术中，不但必须使用极高成本的连续铸造发泡设备，且这些制造方法亦存在有许多问题点，例如：对于形成气泡孔部的大小、形状体积、气孔位置、强度及密度等，皆无法以上述已知技术来获得有效的控制，因此就算能够制出该项通气性金属，而其所预达成的防火性、隔音性、隔热性以及防磁波等效力也将受到局限；针对此一无法突破的技术困扰，本发明人乃利用其所发明的可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，亦即中国专利申请98103046.7号所揭示的发明技术予以延伸实施，以期达到制出可使孔洞呈相连通的海绵状金属材料并取得可控制相同孔洞间组织密度与形状的技术；于是，

本发明的目的是在于：提供一种可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，使可控制海绵状金属材料的独立孔形、孔径组织的前提下，进一步实施制成可将这些独立孔部组织加以互相连通成相通孔部的形态，藉以提高强化海绵状金属材料在防火、隔音、隔热或防磁波干扰等单一或复合的特性时的效能。

为达到上述目的，本发明是必须对胚料施以沾料、积层、烘干、真空沾浆、干燥、沉浸、烧结、预热、真空铸造等步骤，而对于制程中所需的海绵状多孔组织中孔部的大小、形状，以及所需制成的金属材料属性，配合进行选用胚料、选用金属熔液、选配耐火泥浆等制程，是与原案中相同，亦即：

在选用胚料时，是以选用属于有机物的可碳化烧失的天然材料(较无环保问题)作为胚料使用为原则，这些胚料的形状及体积大小，即是决定制成海绵组织后内部各中空孔部的形状及体积大小；因此海绵组织中多孔分布的组织排列形态及其连通性，是配合积层步骤的聚合方式来达成。

而在积层步骤中，为能控制海绵组织中多孔分布的组织排列及其可呈相互连通的形态，在进行积层时，可选用相同大小的胚料，先行沾上一层有机介质，并使该有机介质层相互粘接，经烘干后使胚料粘聚形成具有多个缝隙的定型雏件，以利进行后续沾浆制程。

而在沾浆步骤中的选用金属熔液与选配耐火泥浆用料方面，是依所需制成海绵状金属材料是属高熔点合金或低熔点合金而选配合适的耐火泥浆，并利用真空沾浆设备，将耐火泥浆沾附于定型雏件的外表并烘干，以利经由后续的烧结制程将耐火泥层内的胚料等有机物烧失碳化，使耐火泥层能取得先前胚料间所构成的相通孔形与孔径的聚合组织密度，并形成陶瓷壳体，再经真空铸造制程，而使所选用的金属熔液能被铸入并包覆于陶瓷壳体的缝隙内，以取得所需相连通的孔形与孔径组织的海绵状金属材料。

利用本制造方法可提高海绵状金属材料的物理机械特性及材质，达到控制成型后相通孔部组织的大小、形状暨质密度。

为能更加详述本发明，兹配合附图流程所列举的较佳实施例，详加说明如下：

附图说明：

图1：是本发明所揭示的制造流程图；

图2：是本发明例举选用相同颗粒形状与粒径的圆形胚料的示意图；

图3：是本发明利用有机介质将胚料粘聚包覆并积层形成一定型雏件的剖示图；

图4：是本发明在定型雏件的有机介质层外围再行沾覆一层耐火泥浆的剖示图；

图5：是本发明将胚料及有机介质层烧失后形成一孔洞相连通的陶瓷壳体的示意图；

图6：是本发明将该孔洞相连通的壳体置于真空压铸设备中进行真空铸造金属材料的示意图。