專利名稱：一種制備多孔泡沫鋼的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熔體發(fā)泡法制備多孔泡沫鋼的裝置，屬于多孔材料制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
泡沫金屬是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的一種新型材料，目前對泡沫金屬的研究還主要集中在對低熔點金屬的研究上，對于高熔點多孔泡沫鋼的研究還處于起步階段。
現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對材料的結(jié)構(gòu)和性能要求越來越高，對于一些特殊材料不僅要求輕質(zhì)，而且對材料的強度要求也很高，比如使用在航天航空領(lǐng)域中的特殊材料就是如此。相對于目前研究最為廣泛的泡沫鋁等低熔點泡沫金屬來說，泡沫鋼更具有突出的優(yōu)點，
比如高硬度、低成本、高熔點及可與鋼結(jié)構(gòu)共容等，尤其是泡沫鋼的屈服壓應(yīng)力可以
達到90MPa以上，而泡沫鋁的屈服壓應(yīng)力僅在30MPa以下，與泡沫鋁相比泡沫鋼具有明顯的高抗壓強度等特點，因此無論是在性能方面還是在實際應(yīng)用方面，泡沫鋼比泡沫鋁等低熔點泡沫金屬具有更加廣闊的研究和實用前景，泡沫鋼的成功制備將對多孔材料的發(fā)展起到推動作用。
目前，制備泡沫鋼的方法主要是粉末冶金燒結(jié)法。這種用熔體發(fā)泡制備多孔泡沫鋼的方法主要存在以下難點(l)鋼液溫度高，澆鑄發(fā)泡時冷卻速度快，發(fā)泡劑在發(fā)泡溫度區(qū)間的停留時間短；(2)鋼液澆鑄時，產(chǎn)生浮力較大，發(fā)泡劑與鋼液相比密度小，大量發(fā)泡劑上浮到鋼液表面而影響發(fā)泡效果；(3)澆鑄時發(fā)泡劑與鋼液直接接觸，發(fā)泡劑迅速升溫，分解速度過快，鋼液粘度低，氣體大量逸出，從而影響泡沫鋼質(zhì)量；(4)產(chǎn)生的氣泡不穩(wěn)定，由于鋼液粘度低，產(chǎn)生的氣泡受到的阻力小，試樣出現(xiàn)大氣泡和氣泡分布不均勻現(xiàn)象。由于這些技術(shù)難點，熔體發(fā)泡法制備多孔泡沫鋼的方法還一直處于起步階段。
發(fā)明內(nèi)容
為使發(fā)泡劑在澆鑄時的上浮顯現(xiàn)，改善氣泡在試樣中的分布狀況，制備出穩(wěn)定孔隙率的泡沫鋼，本實用新型提供一種制備多孔泡沫鋼的裝置。
3本實用新型通過下列技術(shù)方案完成 一種制備多孔泡沫鋼的裝置，包括由帶蓋的外 殼，爐襯、爐膽及加熱元件構(gòu)成的加熱爐，其特征在于在加熱爐的爐膽底部設(shè)有防止發(fā) 泡劑上浮的鋼網(wǎng)，爐膽內(nèi)設(shè)有攪拌器，攪拌器穿過爐蓋與驅(qū)動電機相連。以便鋼水澆入 爐膽內(nèi)時，在攪拌器的攪動作用下，使鋼水在發(fā)泡劑作用下形成泡沫鋼，同時通過鋼網(wǎng) 有效防止發(fā)泡劑上浮，延長發(fā)泡劑在分解溫度區(qū)間的停留時間。
所述鋼網(wǎng)固定在爐膽底部的發(fā)泡劑上方，且鋼網(wǎng)網(wǎng)目數(shù)設(shè)為150 250目，具體目 數(shù)以阻止發(fā)泡劑上浮為宜。
所述爐膽為石墨坩堝，或者陶瓷坩堝。
所述爐膽內(nèi)還設(shè)有測溫器，并通過導(dǎo)線與溫控器電連接，用于控制爐溫。
本實用新型具有下列優(yōu)點和效果采用上述方案，可有效防止發(fā)泡劑上浮，延長發(fā) 泡劑在分解溫度區(qū)間的停留時間，改善了泡沫鋼的孔結(jié)構(gòu)和孔的分布狀況，從根本上解 決了多孔泡沫鋼在制備時容易造成發(fā)泡劑上浮、氣泡過大等不足，保證鋼液的發(fā)泡質(zhì)量， 最終提高了泡沫鋼的質(zhì)量，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實為一理想的制備多孔泡 沫鋼的裝置。


圖1為本實用新型之結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述，但本實用新型之內(nèi)容并不局限于此。
本實用新型提供的制備多孔泡沫鋼的裝置，其加熱爐的外殼5頂部為爐蓋3，外殼 5內(nèi)設(shè)有爐襯4及爐膽6，加熱元件9置于爐襯4、爐底襯10與爐膽6之間，其中在加 熱爐的爐膽6底部設(shè)有防止發(fā)泡劑上浮的不銹鋼鋼網(wǎng)7，鋼網(wǎng)7的網(wǎng)目數(shù)為150目，并 通過水玻璃砂8將鋼網(wǎng)7固定在爐膽6底部的發(fā)泡劑11上方，爐膽6內(nèi)設(shè)有攪拌器2， 攪拌器2穿過爐蓋3與驅(qū)動電機1相連，電機1通過導(dǎo)線16與變頻控制器15電連接， 用于將電機轉(zhuǎn)速控制在200 800r/min之間，爐膽6采用石墨坩堝，其內(nèi)還設(shè)有測溫器 ——熱電偶13，熱電偶13通過導(dǎo)線16與溫控器14電連接，用于將爐溫控制在發(fā)泡劑 開始分解溫度以下50 10(TC，防止發(fā)泡劑發(fā)生分解。
使用時，首先將發(fā)泡劑11平鋪于石墨坩堝6的底部，把150目的不銹鋼鋼網(wǎng)7罩
4在上面，用水玻璃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的水玻璃砂8將其固定，防止發(fā)泡劑的上浮。然后將石墨坩堝6放入保溫爐膽12內(nèi)，開啟加熱元件9，調(diào)節(jié)溫控器14對坩堝6進行加熱，此時溫控器調(diào)節(jié)溫度保持在發(fā)泡劑開始分解溫度以下5(TC，鋼水熔煉后，倒入石墨坩堝6內(nèi)，蓋上蓋子3，以防攪拌時鋼液飛濺，開動電機l，通過電機變頻控制器15調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速為200r/min，倒入鋼液后，加熱元件9增大功率，通過溫控器14控制石墨鉗堝內(nèi)溫度，使石墨坩堝內(nèi)的溫度基本恒定在發(fā)泡劑分解的溫度區(qū)間內(nèi)，從而完成發(fā)泡裝置的調(diào)節(jié)過程，待坩堝內(nèi)鋼水保持在發(fā)泡劑分解溫度區(qū)間內(nèi)的時間為lmin時，停止攪拌，取出坩堝空冷，得多孔泡沫鋼。
權(quán)利要求1、一種制備多孔泡沫鋼的裝置，包括由帶蓋的外殼，爐襯、爐膽及加熱元件構(gòu)成的加熱爐，其特征在于在加熱爐的爐膽底部設(shè)有防止發(fā)泡劑上浮的鋼網(wǎng)，爐膽內(nèi)設(shè)有攪拌器，攪拌器穿過爐蓋與驅(qū)動電機相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備多孔泡沫鋼的裝置，其特征在于所述鋼網(wǎng)固定在爐 膽底部的發(fā)泡劑上方，且鋼網(wǎng)網(wǎng)目數(shù)設(shè)為150 250目。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備多孔泡沫鋼的裝置，其特征在于所述爐膽為石墨坩 堝，或者陶瓷坩堝。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備多孔泡沫鋼的裝置，其特征在于所述爐膽內(nèi)還設(shè)有 測溫器，并通過導(dǎo)線與溫控器電連接。
專利摘要本實用新型提供一種制備多孔泡沫鋼的裝置，包括由帶蓋的外殼，爐襯、爐膽及加熱元件構(gòu)成的加熱爐，其特征在于在加熱爐的爐膽底部設(shè)有防止發(fā)泡劑上浮的鋼網(wǎng)，爐膽內(nèi)設(shè)有攪拌器，攪拌器穿過爐蓋與驅(qū)動電機相連。可有效防止發(fā)泡劑上浮，延長發(fā)泡劑在分解溫度區(qū)間的停留時間，改善了泡沫鋼的孔結(jié)構(gòu)和孔的分布狀況，從根本上解決了多孔泡沫鋼在制備時容易造成發(fā)泡劑上浮、氣泡過大等不足，保證鋼液的發(fā)泡質(zhì)量，最終提高了泡沫鋼的質(zhì)量，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，實為一理想的制備多孔泡沫鋼的裝置。
文檔編號C22C1/08GK201272823SQ20082008178
公開日2009年7月15日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者榮 周, 張冬平, 李祖來, 蔣業(yè)華, 黎振華 申請人:昆明理工大學(xué)