Herstellungsverfahren für Aluminiumschaum

Aufgrund unterschiedlicher Herstellungsverfahren,Aluminiumschaumkönnen in geschlossenzelligen Aluminiumschaum, halb-geschlossenzelliger Aluminiumschaumund offenzelliger Aluminiumschaum, basierend auf der Art und Weise, wie die Löcher verbunden sind. Die Herstellungsverfahren für Aluminiumschaum lassen sich grob in drei Kategorien einteilen: Flüssigphase, Festphase und Abscheidung.

(1) Flüssigphasenmethode

Die Flüssigphasenmethode ist die ausgereiftere Methode zur Herstellung von Aluminiumschaum mit breitem Forschungspotenzial und Anwendungsaussichten, hauptsächlich einschließlich des Einblasens von Gas in dieMetallFlüssigverfahren, Verfahren mit flüssigem Metalltreibmittel, Feingussverfahren und Sickergussverfahren.

Methode des Einblasens von Gas in die Metallflüssigkeit: Der Aluminiumschmelze werden Verdickungsmittelpartikel zugesetzt, um die Viskosität der Schmelze zu verbessern. Üblicherweise verwendete Verdickungsmittel sind Siliziumkarbid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid usw. Anschließend wird der Metallschmelze unter ständigem Rühren Luft, Stickstoff, Wasserstoff oder eine Mischung dieser Gase zugegeben. Nach dem Abkühlen der Metallschmelze kann Aluminiumschaum mit einer Porosität von 80 bis 97,5 % erhalten werden, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abb. 1 Makromorphologie von Aluminiumschaum, hergestellt durch Gasinjektionsverfahren

(2) Methode mit flüssigem Metalltreibmittel: Der geschmolzenen Aluminiumschmelze wird ein Treibmittel zugesetzt. Durch Erhitzen wird das Treibmittel zersetzt und es entsteht Gas. Durch die thermische Ausdehnung des geschmolzenen Metalls entsteht ein Schaum. Nach dem Abkühlen kann eine Porosität von 91 bis 93 % des Aluminiumschaums erreicht werden. Treibmittel zur Herstellung vonAluminiumschaumTiH2, ZrH2 und CaH2 usw.

(3) Schmelzformgussverfahren: Durch die Verwendung flüssiger feuerfester Materialien werden die Poren im schwammartigen Schaum gefüllt. Die feuerfesten Materialien werden ausgehärtet. Durch Erhitzen wird der Kunststoff vergast und die schwammartige Porenstruktur des Gussstücks erreicht. Das geschmolzene Aluminium wird in dieses Gussstück gegossen. Nach dem Abkühlen und Erstarren werden die feuerfesten Materialien entfernt. Dadurch kann eine Porosität von 80 bis 97 % des Aluminiumschaums erreicht werden.

(4) Sickergussverfahren: Hochtemperatur-Flüssigaluminium unter einem bestimmten Druck sickert in den Füllstoffspalt, um den Metallfüllstoffverbund zu erhalten, und verwendet dann Immersion oder Ultraschallvibration und andere Methoden, um den Füllstoff zu entfernen, um die Porosität von etwa 70 % zu erreichenSchaumaluminium. Häufig verwendete Füllstoffe sind lösliches Salz, unlösliche poröse Keramikkugeln, hohle Korundkugeln, Schaumkohle usw. Dieses Verfahren kann in zwei Typen unterteilt werden: das Aufwärtsdruck-Perkolationsgussverfahren und das Unterdruck-Perkolationsgussverfahren.

2. Festphasenmethode

(1) Pulvermetallurgie: Bei der Pulvermetallurgie wird Aluminiumpulver mit einem Treibmittel (üblicherweise TiH2) in einem bestimmten Verhältnis vermischt, ein Vorformling unter entsprechendem Druck hergestellt und der gepresste Vorformling anschließend weiterverarbeitet (z. B. durch Walzen, Schmieden usw.). Anschließend wird dieses Halbzeug in die gewünschte Stahlform gegeben und auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, damit sich das Treibmittel zersetzt und Blasen bildet und Aluminiumschaum entsteht. Dieses Verfahren ist zwar aufwendiger, bietet aber eine höhere Produktqualität und stabilere Leistung, sodass es sich schnell entwickelt. Aufgrund der hohen Rohstoffkosten ist eine kontinuierliche Produktion jedoch nicht möglich.

(2) Pulverimprägnierschlammverfahren: Konfigurieren Sie eine bestimmte Viskosität des Aluminiumpulverschlamms, das poröse Polymerschaummaterial wird in diesen Schlamm eingetaucht, das Pulver wird in die Porenwand des Polymerschaummaterials eingelagert, und dann wird eine Trocknungsbehandlung durchgeführt, wodurch das Polymerschaummaterial thermisch zersetzt wird, wobei das schwammartige Material im Zersetzungsprozess eine temporäre Trägerrolle spielt, und schließlich wird das Aluminiumpulver zusammengesintert und dann abgekühlt, um die Porosität von 70% bis 90% zu erhalten Aluminiumschaum.

(3) Methode zum Hinzufügen von Kugelmaterial: Das Kugelmaterial oder die Hohlkugel in die Aluminiumschmelze geben und umrühren, bis es sich gleichmäßig in der Schmelze verteilt. Weiter rühren und abkühlen lassen, bis eine ausreichende Viskosität erreicht ist. Anschließend das Modell einspritzen, um den Metall-Kugelmaterial-Verbund zu erhalten. Handelt es sich bei dem hinzugefügten Kugelmaterial um eine lösliche Substanz, kann das Kugelmaterial durch Tauchwaschen aufgelöst werden, um Aluminiumschaum mit Durchgangslöchern zu erhalten.

3. Elektroabscheidungsverfahren

Schaum wird durch das leitfähige Verfahren als Kathodenmaterial verwendet, eine industrielle reine Aluminiumplatte wird als Anodenmaterial verwendet, in einer Alkylaluminiumlösung plattiert, so dass sich das Aluminium auf der Oberfläche des Schaums ablagert. Nach dem Trocknen bei einer bestimmten Temperatur wird der Schaum gesintert und zersetzt sich thermisch.Aluminiumschaum. Diese Methode ist komplex und erfordert die Anpassung der Variablen, aber die Schaumstruktur ist gleichmäßiger. Die Struktur des durch die galvanische Abscheidung hergestellten Aluminiumschaums ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abb. 2 Makromorphologie von durch galvanische Abscheidung hergestelltem Aluminiumschaum