專利名稱：一種開孔泡沫鋼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于泡沫金屬材料領(lǐng)域，特別是制備開孔泡沫鋼的制備工藝。
背景技術(shù)：
作為金屬泡沫中最新開發(fā)研究的一種新型泡沫材料——泡沫鋼，除了具有一般泡沫金屬所具有的特征外，還具有獨特的硬度、低成本、高熔點以及可與鋼結(jié)構(gòu)共容等優(yōu)點，尤其是比泡沫鋁高的多的強(qiáng)度、吸能緩沖性和耐高溫性，因而在汽車制造業(yè)、船舶制造業(yè)、高層建筑業(yè)、橋梁及交通運輸業(yè)等有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，公認(rèn)的開孔泡沫鋼的制備方法有粉末冶金法、空心鋼球燒結(jié)法、在泡沫塑料基體上沉積或涂覆金屬后燒結(jié)的方法和多孔石膏型模滲流法。粉末冶金法采用鋼粉和造孔劑混合，壓力加工致密化、燒結(jié)后或同時去除造孔劑而得到泡沫鋼，該方法受粉末冶金工藝本身的限制，不能制備大尺寸的開孔泡沫鋼，也難實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；空心鋼球燒結(jié)法存在空心球制備困難、生產(chǎn)效率不高等不足；泡沫塑料基體沉積或涂覆金屬后燒結(jié)法存在塑料的燃燒去除易對環(huán)境造成污染的問題；多孔石膏型模滲流法存在多孔石膏型模制作困難，滲流后石膏脫除困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種開孔泡沫鋼的制備方法，其工藝簡單、效率高、 開孔尺寸大、成本低、無污染等特點，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。解決發(fā)明的技術(shù)問題所采用的方案是采用熔點高于鋼的不同直徑的偏鋁酸鈉顆粒為前驅(qū)體，以鋼為滲流體，通過壓力滲流的方法滲入到前驅(qū)體中，冷卻得到復(fù)合體，將復(fù)合體置入水中使前驅(qū)體偏鋁酸鈉顆粒從復(fù)合體中溶解，得到開孔泡沫鋼。本發(fā)明還包括以下技術(shù)方案前驅(qū)體偏鋁酸鈉顆粒的大小直徑從0. Imm到IOmm可調(diào)；偏鋁酸鈉顆粒在1000-1100°C干燥5-6小時，在滲流前于400-600°C的溫度預(yù)熱2_30分鐘；鋼基體的熔化溫度高于鋼基體熔點50-100°C ；壓力滲流時控制壓力為lO-lOOMPa，滲流溫度比偏鋁酸鈉熔化溫度低10-50°C，滲流速度為lmm/S-20mm/S，滲流后得到復(fù)合體，用水溶解偏鋁酸鈉前驅(qū)體后得到開孔泡沫鋼。前驅(qū)體偏鋁酸鈉顆粒大小根據(jù)需要的孔徑確定。本發(fā)明的優(yōu)點是
1.本發(fā)明利用偏鋁酸鈉的高熔點，易溶解于水的特點，作為前驅(qū)體，以較低熔點的鋼作為滲流體，通過一次滲流的方法實現(xiàn)了開孔泡沫鋼的制備，具有工藝簡單、成本低、無污染的特點。2.泡沫鋼的結(jié)構(gòu)均勻可控，孔隙率高，可獲得孔隙率50-80%，孔徑范圍0. I-IOmm 的開孔泡沫鋼。3.設(shè)備條件簡單，能實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。具體實施方案下面根據(jù)具體的實施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。實施例1
篩選偏鋁酸鈉顆粒直徑為3mm，在1000°C保溫5小時烘干，將烘干的偏鋁酸鈉先裝進(jìn)模具中進(jìn)行預(yù)熱(預(yù)熱溫度400°C，預(yù)熱時間2分鐘)，同時，工業(yè)純鐵在坩堝中加熱到 1600°C熔化，通過壓力滲流(滲流壓力50MPa，滲流溫度1600°C，滲流速度5mm/s)滲入到前驅(qū)體偏鋁酸鈉中，滲流后的復(fù)合體冷卻得到工業(yè)純鐵和偏鋁酸鈉的復(fù)合體，將此復(fù)合體在水中沖洗溶解偏鋁酸鈉即得到孔隙率為70%、孔徑大約為3mm的開孔泡沫工業(yè)純鐵。實施例2:
篩選顆粒直徑為3mm的偏鋁酸鈉，在1000°C保溫5小時烘干，將烘干的偏鋁酸鈉預(yù)先裝進(jìn)模具中進(jìn)行預(yù)熱(預(yù)熱溫度500°C，預(yù)熱時間5分鐘)，同時，將奧氏體耐熱不銹鋼NF709 在坩堝中加熱到1650°C熔化，通過壓力滲流(滲流壓力100MPa，滲流溫度1620°C，滲流速度15mm/s)滲入到裝有前驅(qū)體偏鋁酸鈉的模具中，滲流后的復(fù)合體冷卻得到奧氏體耐熱不銹鋼NF709和偏鋁酸鈉的復(fù)合體，將此復(fù)合體在水中沖洗溶解偏鋁酸鈉即得到孔隙率為 68%、孔徑大約為3mm的開孔泡沫奧氏體耐熱不銹鋼NF709。實施例3:
篩選顆粒直徑為Imm的偏鋁酸鈉，在1000°C保溫5小時烘干，將烘干的偏鋁酸鈉預(yù)先裝進(jìn)模具中進(jìn)行預(yù)熱(預(yù)熱溫度450°C，預(yù)熱時間5分鐘)，同時，將奧氏體不銹鋼Super 304在坩堝中加熱到1650°C熔化，通過壓力滲流(滲流壓力80MPa，滲流溫度1620°C，滲流速度10mm/s)滲入到裝有前驅(qū)體偏鋁酸鈉的模具中，滲流后的復(fù)合體冷卻得到奧氏體不銹鋼Super 304和偏鋁酸鈉的復(fù)合體，將此復(fù)合體在水中沖洗溶解偏鋁酸鈉即得到孔隙率為 60%、孔徑大約為Imm的開孔泡沫奧氏體不銹鋼Super 304。實施例4:
篩選顆粒直徑為2mm的偏鋁酸鈉，在1000°C保溫5小時烘干，將烘干的偏鋁酸鈉預(yù)先裝進(jìn)模具中進(jìn)行預(yù)熱(預(yù)熱溫度500°C，預(yù)熱時間2分鐘)，同時，將鐵素體耐熱不銹鋼P91在坩堝中加熱到1630°C熔化，通過壓力滲流(滲流壓力60MPa，滲流溫度1610°C，滲流速度 5mm/s)滲入到裝有前驅(qū)體偏鋁酸鈉的模具中，滲流后的復(fù)合體冷卻得到鐵素體耐熱不銹鋼 P91和偏鋁酸鈉的復(fù)合體，將此復(fù)合體在水中沖洗溶解偏鋁酸鈉即得到孔隙率為65%、孔徑大約為2mm的開孔泡沫鐵素體耐熱不銹鋼P91。
權(quán)利要求
1. 一種開孔泡沫鋼的制備方法，其特征是采用熔點高于鋼的不同直徑的偏鋁酸鈉顆粒為前驅(qū)體，以鋼為滲流體，通過壓力滲流的方法滲入到前驅(qū)體中，冷卻得到復(fù)合體，用水將前驅(qū)體偏鋁酸鈉從復(fù)合體中溶解，得到開孔泡沫鋼；前驅(qū)體偏鋁酸鈉顆粒的大小直徑為0. Imm-IOmm ；偏鋁酸鈉顆粒在1000-1100°C干燥5_6小時；偏鋁酸鈉在滲流前要在 400-600°C的溫度下預(yù)熱2-30分鐘；鋼基體的熔化溫度高于鋼基體熔點50-100°C ；壓力滲流時控制滲入壓力為lO-lOOMPa，滲流溫度比偏鋁酸鈉顆粒熔化溫度低10-50°C，滲流速度為lmm/S-20mm/S，滲流后得到的復(fù)合體進(jìn)行水洗。
全文摘要
本發(fā)明是一種開孔泡沫鋼的制備方法，屬于多孔泡沫金屬領(lǐng)域，采用熔點高于鋼的不同直徑的偏鋁酸鈉顆粒為前驅(qū)體，以鋼為滲流體，通過壓力滲流的方法滲入到前驅(qū)體中，冷卻得到復(fù)合體，用水將前驅(qū)體偏鋁酸鈉從復(fù)合體中溶解，得到開孔泡沫鋼；前驅(qū)體偏鋁酸鈉顆粒的大小直徑為0.1mm-10mm；偏鋁酸鈉顆粒在1000-1100℃干燥5-6小時；偏鋁酸鈉在滲流前要在400-600℃的溫度下預(yù)熱2-30分鐘；鋼基體的熔化溫度高于鋼基體熔點50-100℃；壓力滲流時控制滲入壓力為10-100MPa，滲流溫度比偏鋁酸鈉顆粒熔化溫度低10-50℃，滲流速度為1mm/s-20mm/s，滲流后得到的復(fù)合體進(jìn)行水洗。本發(fā)明工藝簡單、成本低。
文檔編號C22C1/08GK102392173SQ201110382548
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者呂昭平, 徐向棋, 王輝, 郝剛領(lǐng) 申請人:北京科技大學(xué)