專利名稱：一種熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發(fā)泡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬制品制造領(lǐng)域，特別涉及一種熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發(fā)泡裝置。
背景技術(shù)：
泡沫鋁是一種新型的多孔金屬材料。它所具有的輕質(zhì)與高比強(qiáng)度等特點(diǎn)，使得其可作為潛在的結(jié)構(gòu)材料；所具有的吸聲、隔音、隔熱、阻燃、減震、吸收沖擊能及電磁屏蔽等特性，使得其可作為功能材料。因而，在航空、航天、運(yùn)輸、電子、軍工、化工、環(huán)保、能源、機(jī)械、生物等各個(gè)高科技領(lǐng)域及一般工業(yè)領(lǐng)域，泡沫鋁的應(yīng)用受到了越來越廣泛的關(guān)注。目前泡沫鋁的制備方法主要有滲流鑄造法、粉末冶金法和熔體發(fā)泡法等。滲流鑄造法一般用來制造通孔泡沫鋁；粉末冶金法由于生產(chǎn)成本高，不適合于生產(chǎn)一般工業(yè)領(lǐng)域用的泡沫鋁材。熔體發(fā)泡法工藝簡(jiǎn)單，但現(xiàn)行熔體直接發(fā)泡法存在如下的不足(1)操作難度大，如US.pat.3743353所述用TiH2作發(fā)泡劑制備泡沫鋁時(shí)，攪拌發(fā)泡時(shí)間要求控制在1～2min。(2)只能間斷操作，如CN1320710A所述方法改進(jìn)了國(guó)外專利，使得泡沫鋁操作難度大為減小，但該方法屬于間隙操作；(3)控制不當(dāng)時(shí)，發(fā)泡體底部存在一定厚度的實(shí)心體，并且泡沫體中泡體分布不均勻；正是由于這些不足，導(dǎo)致了泡沫鋁的生產(chǎn)成本居高不下，也限制了泡沫鋁的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。(4)為了解決間隙式泡沫鋁生產(chǎn)成本高的權(quán)限，美國(guó)專利US.pat6984356B2描述了一種泡沫鋁的連續(xù)制備方法，但該專利不能根據(jù)需要量對(duì)熔體進(jìn)行在線增粘，也沒有指出如何根據(jù)需要量來在線調(diào)整發(fā)泡劑從而得到具有不同孔隙率的泡沫鋁產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可根據(jù)需要量對(duì)制備泡沫鋁的熔體進(jìn)行在線增粘、在線調(diào)整熔體發(fā)泡量的裝置，通過該裝置可獲得泡體均勻性良好、且具有不同密度的泡沫鋁或泡沫鋁合金產(chǎn)品，并且泡沫鋁制備過程中的熔體增粘及增粘熔體發(fā)泡操作簡(jiǎn)單、易控。
本發(fā)明的目的是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的發(fā)泡裝置由隔板隔成增粘室與發(fā)泡室，隔板的下部留有增粘室中熔體可流向發(fā)泡室的導(dǎo)流孔；增粘室裝配有粘度傳感器及可負(fù)壓吸入增粘劑的混合攪拌器；所述發(fā)泡室裝配有可負(fù)壓吸入發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的混合攪拌器。
發(fā)泡室底部留一安全排料孔，以便出現(xiàn)意外情況時(shí)，發(fā)泡爐內(nèi)物料可及時(shí)排出。
所述的增粘室內(nèi)混合攪拌器的吸入增粘劑的通道上設(shè)有調(diào)整供給閥來調(diào)整增粘劑供給量。
所述的發(fā)泡室混合攪拌器的吸入發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的通道上設(shè)有調(diào)整供給閥來調(diào)整吸入量。
本發(fā)明所述增粘室中，裝配有粘度傳感器及可負(fù)壓吸入增粘劑的混合攪拌器；從而可達(dá)到在線調(diào)整增粘室內(nèi)熔體粘度的目的；在所述發(fā)泡室中，裝配有可負(fù)壓吸入發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的混合攪拌器，從而可在線調(diào)整增粘熔體中氣泡率的，最后可得到具有不同孔隙率的泡沫鋁產(chǎn)品。
本發(fā)明系統(tǒng)可使泡沫鋁連續(xù)鑄造工藝中的增粘及發(fā)泡根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，該種調(diào)整的操作簡(jiǎn)單、易控；通過該系統(tǒng)可獲得泡體均勻性良好、且具有不同密度的泡沫鋁或泡沫鋁合金產(chǎn)品。


圖1熔煉爐的示意圖。
圖2發(fā)泡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
為將從熔煉爐(1)熔制的合格鋁或鋁合金熔體轉(zhuǎn)入本發(fā)明系統(tǒng)的發(fā)泡爐后，依次對(duì)熔體實(shí)施增粘與發(fā)泡，最后使發(fā)泡熔體進(jìn)入后續(xù)的連續(xù)鑄造系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)鑄造。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
(1)所述本發(fā)明的發(fā)泡爐(2)由耐火材料隔板(200)隔成增粘室(21)與發(fā)泡室(22)，隔板的下部留有增粘室中熔體可流向發(fā)泡室的導(dǎo)流孔(201)；發(fā)泡室(22)底部留一安全排料孔(220)，以便出現(xiàn)意外情況時(shí)，保溫爐內(nèi)物料可及時(shí)排出。
(2)所述增粘室(21)裝配有粘度傳感器(210)及可負(fù)壓吸入增粘劑的混合攪拌器(211)。增粘室熔體的粘度可按控制要求進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)熔體粘度高于控制范圍時(shí)，可以從熔煉爐引入新的熔體，或調(diào)整供給閥(212)來調(diào)小增粘劑供給量；當(dāng)熔體粘度低于控制范圍時(shí)，可調(diào)整供給閥(212)來調(diào)大增粘劑供給量?；旌蠑嚢杵?211)的負(fù)壓，由其中高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)熔體所產(chǎn)生的真空獲得；當(dāng)增粘劑被負(fù)壓吸入熔體后，攪拌器中的高剪切轉(zhuǎn)定子迅速把增粘劑與熔體充分混合，從而保證了增粘室中熔體粘度的均一性。
(3)所述發(fā)泡室(22)裝配有可負(fù)壓吸入發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的混合攪拌器(221)，其負(fù)壓由攪拌器中高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)熔體所產(chǎn)生的真空獲得；當(dāng)發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體負(fù)壓吸入增粘熔體后，攪拌器中的高剪切轉(zhuǎn)定子迅速把發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體與熔體充分混合，從而保證了發(fā)泡室中氣泡分布的均勻性。發(fā)泡熔體中發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的吸入量可通過調(diào)整供給閥(222)來控制，從而可得到不同孔隙率的泡沫鋁產(chǎn)品。
(4)本發(fā)明用來負(fù)壓吸入增粘劑、發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的混合攪拌器的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的材質(zhì)為316L不銹鋼；轉(zhuǎn)子與定子的材質(zhì)為石墨。
(5)啟動(dòng)后續(xù)的連續(xù)鑄造設(shè)備(30)，開始進(jìn)行泡沫鋁產(chǎn)品的連續(xù)鑄造。
權(quán)利要求
1.一種熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發(fā)泡裝置，其特征在于發(fā)泡裝置(2)由隔板(200)隔成增粘室(21)與發(fā)泡室(22)，隔板(200)的下部留有增粘室中熔體可流向發(fā)泡室的導(dǎo)流孔(201)；增粘室(21)裝配有監(jiān)控熔體粘度的粘度傳感器(210)及可負(fù)壓吸入增粘劑的混合攪拌器(211)；所述發(fā)泡室(22)裝配有可負(fù)壓吸入發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的混合攪拌器(221)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發(fā)泡裝置，其特征在于發(fā)泡室(22)底部留一安全排料孔(220)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發(fā)泡裝置，其特征在于增粘室(21)中所安裝混合攪拌器(211)的吸入增粘劑通道上設(shè)有調(diào)整供給閥(212)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所所述的一種熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發(fā)泡裝置，其特征在于發(fā)泡室(22)中所安裝混合攪拌器(221)的吸入發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體通道上設(shè)有調(diào)整供給閥(222)。
全文摘要
一種熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁或泡沫鋁合金的發(fā)泡裝置，由隔板隔成增粘室與發(fā)泡室，隔板的下部留有增粘室中熔體可流向發(fā)泡室的導(dǎo)流孔；增粘室裝配有粘度傳感器及可負(fù)壓吸入增粘劑的混合攪拌器；所述發(fā)泡室裝配有可負(fù)壓吸入發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的混合攪拌器。本發(fā)明可方便地對(duì)熔體的粘度進(jìn)行連續(xù)調(diào)整、并可維持熔體內(nèi)粘度的均一性，還可通過控制發(fā)泡劑或發(fā)泡氣體的吸入量、來連續(xù)制備出泡體分布且具有不同密度的泡沫鋁或泡沫鋁合金產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C22C21/00GK1944697SQ20061003246
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者周向陽, 李劼, 劉宏專, 丁鳳其, 劉希泉, 張華 , 尚保衛(wèi), 伍上元 申請(qǐng)人:中南大學(xué)