一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，由以下原料制成：基體、涂層；所述基體由以下原料制成：不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、聚乙烯醇、二氧化鋅溶膠溶、甲基纖維素、聚乙烯羧丁醛、造孔劑、環(huán)氧硅烷、馬來(lái)酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化鋁、穩(wěn)定劑、苯乙烯；所述涂層由以下原料制成：鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、2，5?二甲基?2，5?雙(苯甲酰過(guò)氧)?己烷、鉑催化劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。本發(fā)明的材料孔隙均勻性好、強(qiáng)度大、量化輕，可有效提高汽車的行駛安全性。
【專利說(shuō)明】一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】 本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料。
[0002] 【【背景技術(shù)】】 隨著"節(jié)能環(huán)保"的理念越來(lái)越被社會(huì)廣泛關(guān)注，輕量化也逐步應(yīng)用到普通汽車領(lǐng)域， 在提高操控性的同時(shí)還能有出色的節(jié)油表現(xiàn)。現(xiàn)有文獻(xiàn)及專利報(bào)道，降低汽車重量的途徑 是在車身上大量使用輕型多孔材料，如鋁、鎂等合金多孔材料，聚氨酯夾心板材料，這些材 料的制造成本較高。鋁、鎂等合金多孔材料只能采取本體金屬熱融發(fā)泡，不能象多孔鐵、鎳 等金屬可以在均勻性很強(qiáng)的多孔聚氨酯海綿表面采用電沉積工藝制備，因此泡沫鋁或鋁鎂 合金材料的孔隙均勻性極差，通孔與閉孔互相混合并存，無(wú)法有效起到汽車輕量化的作用； 同時(shí)，孔隙的不均性也會(huì)造成材料的承受力不均勻。聚氨酯夾心板材料應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，其 強(qiáng)度和阻燃性較差，嚴(yán)重影響汽車的行駛安全性。如何研制出高強(qiáng)度、輕量化的優(yōu)質(zhì)多孔金 屬?gòu)?fù)合材料仍是本領(lǐng)域的一大難題。
[0003] 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】 本發(fā)明提供一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，以解決現(xiàn)有泡沫鋁或鋁鎂合金材料的孔隙均 勻性極差，通孔與閉孔互相混合并存，無(wú)法有效起到汽車輕量化的作用，同時(shí)，孔隙的不均 性也會(huì)造成材料的承受力不均勻；聚氨酯夾心板材料應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，其強(qiáng)度和阻燃性較 差，嚴(yán)重影響汽車的行駛安全性等問(wèn)題。本發(fā)明制得的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的各項(xiàng)性能 指標(biāo)均優(yōu)于同厚度、同規(guī)格的聚氨酯夾心板材料和鋁鎂合金泡沫材料，可以廣泛應(yīng)用于汽 車領(lǐng)域;本發(fā)明制得的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料孔隙均勻性好、強(qiáng)度大、量化輕，有效提高了 汽車的行駛安全性。
[0004] 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，以重量為單位，由以下原料制成:基體195-350份、涂層 12-15份； 所述基體，以重量為單位，由以下原料制成:不銹鋼粉128-152份、氧化鋅粉15-22份、碳 化銀粉14-18份、碳化娃粉12-16份、氮化娃粉10-14份、堇青石粉8_12份、石英粉8-10份、聚 乙烯醇6-9份、二氧化鋅溶膠溶4-8份、甲基纖維素3-5份、聚乙烯羧丁醛4-6份、造孔劑10-16 份、環(huán)氧硅烷0.8-1.6份、馬來(lái)酸酐接枝相容劑0.6-1.5份、磷石膏0.8-1.2份、丙烯酸型架橋 劑0.6-1份、丙烯酸酯0.5-0.8份、701粉0.4-0.6份、聚合氯化鋁0.4-0.6份、肪酸類穩(wěn)定劑 0.2-0.4 份、苯乙烯0.2-0.3份； 所述造孔劑以重量為單位，由以下原料制成:石錯(cuò)12-16份、硬脂酸10-15份、氯化鈉6-8 份、碳酸銨8_14份、尿素4-6份； 所述環(huán)氧硅烷為偶聯(lián)劑； 所述磷石膏為安定劑； 所述丙烯酸酯為調(diào)節(jié)劑； 所述701粉為強(qiáng)化劑； 所述聚合氯化鋁為聚凝劑； 所述苯乙烯為終止劑； 所述涂層，以重量為單位，由以下原料制成:鋁粉16-20份、鎳粉14-18份、鈦粉6-8份、鉬 粉4-5份、釩粉3-5份、釔粉2-4份、鎂粉1-2份、鈷粉1-2份、鉛粉2-3份、偶氮二異丁酸(丙烯酸 乙二醇）酯0.1-0.2份、2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷0.3-0.5份、鉑催化劑0. ΙΟ. 2份、 粘結(jié)劑0.6-0.8份、 環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.2-0.4份； 所述偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯為引發(fā)劑； 所述2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷為交聯(lián)劑； 所述粘結(jié)劑以重量為單位，由以下原料制成:聚乙烯醇10-14份、強(qiáng)甲基纖維素8-12份、 聚氧化乙烯16-20份； 所述環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷為增粘劑； 所述新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： S1:將聚乙烯醇、二氧化鋅溶膠溶、聚乙烯羧丁醛溶解在5-9倍于其總質(zhì)量份數(shù)的水中， 隨后投入甲基纖維素，浸泡5-8h后在66-74Γ下干燥至含水量彡8%，制得混合物I; S2:將不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔劑、 環(huán)氧硅烷、馬來(lái)酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化鋁、 肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯、400-700份水在微波功率為100-400W，溫度為550-600°C，轉(zhuǎn)速為 200-500r/min下攪拌4-6h，接著所得物干燥至含水量<8%，制得混合物Π ; S 3 :將步驟S1制得的混合物I與步驟S 2制得的混合物Π 在溫度為2 2 0 - 2 5 0 °C，轉(zhuǎn)速為 200-500r/min下攪拌1.5-2h，投入球磨機(jī)中球磨處理，使所得物料的方孔篩余量<0.12%， 制得混合物m; S4:將步驟步驟S3制得的混合物ΙΠ 送入模具中，在壓力為540-580MPa下壓制成型，在氮 氣保護(hù)下以420-540°C的溫度燒結(jié)4-8h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得基體； S5:將鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下攪 拌6-10min，制得混合物IV; S6:向步驟S5制得的混合物IV中加入偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、2,5_二甲基-2， 5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷、鉑催化劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率為 200-400W，溫度為180-220°C，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌1-2h，制得混合物V ; S7:采用1200-1400 °C的噴涂溫度將步驟S6制得的混合物V均勻熱噴涂在步驟S4制得 的基體表面上，制得復(fù)合坯體； S8:將步驟S7制得的復(fù)合坯體使用平面磨床對(duì)噴涂層進(jìn)行打磨，使其成為平面狀態(tài)并 完全覆蓋基體多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的復(fù)合坯體； S9:將步驟S8制得的打磨好的復(fù)合坯體置于溫度為1020-1100°C、有保護(hù)氣體的熱處理 爐中進(jìn)行熱處理，保溫時(shí)間為5-6h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料。
[0005] 進(jìn)一步地，所述不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石 英粉、701粉的粒徑均為5-100μπι。
[0006] 進(jìn)一步地，所述基體的厚度為2-45mm，開孔率為35%-92%，密度為850-1500g/m 2。
[0007] 進(jìn)一步地，所述鋁粉、鎳粉、不銹鋼粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉的 粒徑均為0.1 -4μηι。
[0008] 進(jìn)一步地，所述涂層厚度為10-100μπι。
[0009]進(jìn)一步地，步驟S9中所述保護(hù)氣體為氮?dú)狻⒁胰?、氫氣按體積比=60-70:28-36:2-4 的混合氣體。
[0010]進(jìn)一步地，所述保護(hù)氣體為氮?dú)?、乙炔、氫氣按體積比=70:28:2的混合氣體。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果： (1)本發(fā)明制得的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于同厚度、同規(guī)格的聚 氨酯夾心板材料和鋁鎂合金泡沫材料，其中抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到了 636.61MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá) 到了675.03MPa以上，硬度達(dá)到了281.16HRC以上，拉伸率達(dá)到了23.31%以上，吸音性達(dá)到 了71.32dB以上，比鋼度達(dá)到了 172.32α/ρ以上，具有良好的機(jī)械性能和吸音性，可以廣泛應(yīng) 用于汽車領(lǐng)域。
[0012] (2)本發(fā)明制得的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料孔隙均勾性好、強(qiáng)度大、量化輕，有效提 高了汽車的行駛安全性。
[0013] 【【具體實(shí)施方式】】 為便于更好地理解本發(fā)明，通過(guò)以下實(shí)施例加以說(shuō)明，這些實(shí)施例屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0014] 在實(shí)施例中，所述新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，以重量為單位，由以下原料制成:基體 195-350份、涂層 12-15份； 所述基體，以重量為單位，由以下原料制成:不銹鋼粉128-152份、氧化鋅粉15-22份、碳 化銀粉14-18份、碳化娃粉12-16份、氮化娃粉10-14份、堇青石粉8_12份、石英粉8-10份、聚 乙烯醇6-9份、二氧化鋅溶膠溶4-8份、甲基纖維素3-5份、聚乙烯羧丁醛4-6份、造孔劑10-16 份、環(huán)氧硅烷0.8-1.6份、馬來(lái)酸酐接枝相容劑0.6-1.5份、磷石膏0.8-1.2份、丙烯酸型架橋 劑0.6-1份、丙烯酸酯0.5-0.8份、701粉0.4-0.6份、聚合氯化鋁0.4-0.6份、肪酸類穩(wěn)定劑 0.2-0.4 份、苯乙烯0.2-0.3份； 所述造孔劑以重量為單位，由以下原料制成:石錯(cuò)12-16份、硬脂酸10-15份、氯化鈉6-8 份、碳酸銨8_14份、尿素4-6份； 所述環(huán)氧硅烷為偶聯(lián)劑； 所述磷石膏為安定劑； 所述丙烯酸酯為調(diào)節(jié)劑； 所述701粉為強(qiáng)化劑； 所述聚合氯化鋁為聚凝劑； 所述苯乙烯為終止劑； 所述不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、701粉的 粒徑均為5-100μπι; 所述基體的厚度為2-45mm，開孔率為35%-92%，密度為850-1500g/m2; 所述涂層，以重量為單位，由以下原料制成:鋁粉16-20份、鎳粉14-18份、鈦粉6-8份、鉬 粉4-5份、釩粉3-5份、釔粉2-4份、鎂粉1-2份、鈷粉1-2份、鉛粉2-3份、偶氮二異丁酸(丙烯酸 乙二醇）酯0.1-0.2份、2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷0.3-0.5份、鉑催化劑0. ΙΟ. 2份、 粘結(jié)劑0.6-0.8份、 環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.2-0.4份； 所述偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯為引發(fā)劑； 所述2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷為交聯(lián)劑； 所述粘結(jié)劑以重量為單位，由以下原料制成:聚乙烯醇10-14份、強(qiáng)甲基纖維素8-12份、 聚氧化乙烯16-20份； 所述環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷為增粘劑； 所述鋁粉、鎳粉、不銹鋼粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉的粒徑均為〇.1_4μ m； 所述涂層厚度為1〇-1〇〇μπι; 所述新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： S1:將聚乙烯醇、二氧化鋅溶膠溶、聚乙烯羧丁醛溶解在5-9倍于其總質(zhì)量份數(shù)的水中， 隨后投入甲基纖維素，浸泡5-8h后在66-74Γ下干燥至含水量彡8%，制得混合物I; S2:將不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔劑、 環(huán)氧硅烷、馬來(lái)酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化鋁、 肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯、400-700份水在微波功率為100-400W，溫度為550-600°C，轉(zhuǎn)速為 200-500r/min下攪拌4-6h，接著所得物干燥至含水量<8%，制得混合物Π ; S 3 :將步驟S1制得的混合物I與步驟S 2制得的混合物Π 在溫度為2 2 0 - 2 5 0 °C，轉(zhuǎn)速為 200-500r/min下攪拌1.5-2h，投入球磨機(jī)中球磨處理，使所得物料的方孔篩余量<0.12%， 制得混合物m; S4:將步驟步驟S3制得的混合物ΙΠ 送入模具中，在壓力為540-580MPa下壓制成型，在氮 氣保護(hù)下以420-540°C的溫度燒結(jié)4-8h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得基體； S5:將鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下攪 拌6-10min，制得混合物IV; S6:向步驟S5制得的混合物IV中加入偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、2,5_二甲基-2， 5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷、鉑催化劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率為 200-400W，溫度為180-220°C，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌1-2h，制得混合物V ; S7:采用1200-1400 °C的噴涂溫度將步驟S6制得的混合物V均勻熱噴涂在步驟S4制得 的基體表面上，制得復(fù)合坯體； S8:將步驟S7制得的復(fù)合坯體使用平面磨床對(duì)噴涂層進(jìn)行打磨，使其成為平面狀態(tài)并 完全覆蓋基體多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的復(fù)合坯體； S9:將步驟S8制得的打磨好的復(fù)合坯體置于溫度為1020-1100°C、有保護(hù)氣體的熱處理 爐中進(jìn)行熱處理，保溫時(shí)間為5-6h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，所述 保護(hù)氣體為氮?dú)?、乙炔、氫氣按體積比=60-70:28-36:2-4的混合氣體。
[0015] 實(shí)施例1 一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，以重量為單位，由以下原料制成:基體270份、涂層13份； 所述基體，以重量為單位，由以下原料制成:不銹鋼粉140份、氧化鋅粉18份、碳化鈮粉 16份、碳化硅粉14份、氮化硅粉12份、堇青石粉10份、石英粉9份、聚乙烯醇8份、二氧化鋅溶 膠溶6份、甲基纖維素4份、聚乙烯羧丁醛5份、造孔劑13份、環(huán)氧硅烷1.2份、馬來(lái)酸酐接枝相 容劑1份、磷石膏1份、丙烯酸型架橋劑0.8份、丙烯酸酯1.2份、701粉0.5份、聚合氯化鋁0.5 份、肪酸類穩(wěn)定劑〇. 3份、苯乙稀0.2份； 所述造孔劑以重量為單位，由以下原料制成:石蠟14份、硬脂酸13份、氯化鈉7份、碳酸 銨12份、尿素5份； 所述環(huán)氧硅烷為偶聯(lián)劑； 所述磷石膏為安定劑； 所述丙烯酸酯為調(diào)節(jié)劑； 所述701粉為強(qiáng)化劑； 所述聚合氯化鋁為聚凝劑； 所述苯乙烯為終止劑； 所述不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、701粉的 粒徑均為5-100μπι; 所述基體的厚度為24mm，開孔率為65%，密度為1200g/m2; 所述涂層，以重量為單位，由以下原料制成:錯(cuò)粉18份、鎳粉16份、鈦粉7份、鉬粉4.5份、 釩粉4份、釔粉3份、鎂粉1.5份、鈷粉1.5份、鉛粉2.5份、偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯0.1 份、2,5_二甲基_2,5_雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷0.4份、鉑催化劑0.1份、粘結(jié)劑0.7份、環(huán)氧丙 氧丙基三甲氧基硅烷0.3份； 所述偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯為引發(fā)劑； 所述2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷為交聯(lián)劑； 所述粘結(jié)劑以重量為單位，由以下原料制成:聚乙烯醇12份、強(qiáng)甲基纖維素10份、聚氧 化乙稀18份； 所述環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷為增粘劑； 所述鋁粉、鎳粉、不銹鋼粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉的粒徑均為〇.1_4μ m； 所述涂層厚度為60μηι; 所述新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： S1:將聚乙烯醇、二氧化鋅溶膠溶、聚乙烯羧丁醛溶解在7倍于其總質(zhì)量份數(shù)的水中，隨 后投入甲基纖維素，浸泡6h后在72°C下干燥至含水量為8%，制得混合物I; S2:將不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔劑、 環(huán)氧硅烷、馬來(lái)酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化鋁、 肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯、600份水在微波功率為300W，溫度為580°C，轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌 5h，接著所得物干燥至含水量為8%，制得混合物Π ; S3 :將步驟S1制得的混合物I與步驟S2制得的混合物Π 在溫度為240°C，轉(zhuǎn)速為400r/ min下攪拌1.8h，投入球磨機(jī)中球磨處理，使所得物料的方孔篩余量<0.12%，制得混合物 ΙΠ ； S4:將步驟步驟S3制得的混合物m送入模具中，在壓力為560MPa下壓制成型，在氮?dú)獗?護(hù)下以500°C的溫度燒結(jié)6h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得基體； S5:將鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉在轉(zhuǎn)速為250r/min下攪拌 8min，制得混合物IV; S6:向步驟S5制得的混合物IV中加入偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、2,5_二甲基-2， 5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷、鉑催化劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率為 300W，溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌1.5h，制得混合物V ; S7:采用1300°C的噴涂溫度將步驟S6制得的混合物V均勻熱噴涂在步驟S4制得的基體 表面上，制得復(fù)合坯體； S8:將步驟S7制得的復(fù)合坯體使用平面磨床對(duì)噴涂層進(jìn)行打磨，使其成為平面狀態(tài)并 完全覆蓋基體多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的復(fù)合坯體； S9:將步驟S8制得的打磨好的復(fù)合坯體置于溫度為1080°C、有保護(hù)氣體的熱處理爐中 進(jìn)行熱處理，保溫時(shí)間為5.5h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，所述保護(hù) 氣體為氮?dú)狻⒁胰?、氫氣按體積比=65:32:3的混合氣體。
[0016] 實(shí)施例2 一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，以重量為單位，由以下原料制成:基體195份、涂層12份； 所述基體，以重量為單位，由以下原料制成:不銹鋼粉128份、氧化鋅粉15份、碳化鈮粉 14份、碳化硅粉12份、氮化硅粉10份、堇青石粉8份、石英粉8份、聚乙烯醇6份、二氧化鋅溶膠 溶4份、甲基纖維素3份、聚乙烯羧丁醛4份、造孔劑10份、環(huán)氧硅烷0.8份、馬來(lái)酸酐接枝相容 劑0.6份、磷石膏0.8份、丙烯酸型架橋劑0.6份、丙烯酸酯0.5份、701粉0.4份、聚合氯化鋁 〇. 4份、肪酸類穩(wěn)定劑0.2份、苯乙烯0.2份； 所述造孔劑以重量為單位，由以下原料制成:石蠟12份、硬脂酸10份、氯化鈉6份、碳酸 銨8份、尿素4份； 所述環(huán)氧硅烷為偶聯(lián)劑； 所述磷石膏為安定劑； 所述丙烯酸酯為調(diào)節(jié)劑； 所述701粉為強(qiáng)化劑； 所述聚合氯化鋁為聚凝劑； 所述苯乙烯為終止劑； 所述不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、701粉的 粒徑均為5-100μπι; 所述基體的厚度為2mm，開孔率為35%，密度為850g/m2; 所述涂層，以重量為單位，由以下原料制成:鋁粉16份、鎳粉14份、鈦粉6份、鉬粉4份、釩 粉3份、釔粉2份、鎂粉1份、鈷粉1份、鉛粉2份、偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯0.1份、2,5_ 二甲基_2,5_雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷0.3份、鉑催化劑0.1份、粘結(jié)劑0.6份、環(huán)氧丙氧丙基三 甲氧基硅烷0.2份； 所述偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯為引發(fā)劑； 所述2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷為交聯(lián)劑； 所述粘結(jié)劑以重量為單位，由以下原料制成:聚乙烯醇10份、強(qiáng)甲基纖維素8份、聚氧化 乙稀16份； 所述環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷為增粘劑； 所述鋁粉、鎳粉、不銹鋼粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉的粒徑均為〇.1_4μ m； 所述涂層厚度為ΙΟμπι; 所述新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： S1:將聚乙烯醇、二氧化鋅溶膠溶、聚乙烯羧丁醛溶解在5倍于其總質(zhì)量份數(shù)的水中，隨 后投入甲基纖維素，浸泡8h后在66°C下干燥至含水量為6%，制得混合物I; S2:將不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔劑、 環(huán)氧硅烷、馬來(lái)酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化鋁、 肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯、400份水在微波功率為100W，溫度為550°C，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌 6h，接著所得物干燥至含水量為6%，制得混合物Π ; S3:將步驟S1制得的混合物I與步驟S2制得的混合物Π 在溫度為220°C，轉(zhuǎn)速為200r/ min下攪拌2h，投入球磨機(jī)中球磨處理，使所得物料的方孔篩余量<0.12%，制得混合物ΙΠ ; S4:將步驟步驟S3制得的混合物ΙΠ 送入模具中，在壓力為540MPa下壓制成型，在氮?dú)獗?護(hù)下以420°C的溫度燒結(jié)8h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得基體； S5:將鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉在轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌 lOmin，制得混合物IV; S6:向步驟S5制得的混合物IV中加入偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、2,5_二甲基-2， 5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷、鉑催化劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率為 200W，溫度為180°C，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌2h，制得混合物V ; S7:采用1200°C的噴涂溫度將步驟S6制得的混合物V均勻熱噴涂在步驟S4制得的基體 表面上，制得復(fù)合坯體； S8:將步驟S7制得的復(fù)合坯體使用平面磨床對(duì)噴涂層進(jìn)行打磨，使其成為平面狀態(tài)并 完全覆蓋基體多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的復(fù)合坯體； S9:將步驟S8制得的打磨好的復(fù)合坯體置于溫度為1020°C、有保護(hù)氣體的熱處理爐中 進(jìn)行熱處理，保溫時(shí)間為6h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，所述保護(hù)氣 體為氮?dú)狻⒁胰?、氫氣按體積比=60:36:2的混合氣體。
[0017] 實(shí)施例3 一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，以重量為單位，由以下原料制成:基體350份、涂層15份； 所述基體，以重量為單位，由以下原料制成:不銹鋼粉152份、氧化鋅粉22份、碳化鈮粉 18份、碳化硅粉16份、氮化硅粉14份、堇青石粉12份、石英粉10份、聚乙烯醇9份、二氧化鋅溶 膠溶8份、甲基纖維素5份、聚乙烯羧丁醛6份、造孔劑16份、環(huán)氧硅烷1.6份、馬來(lái)酸酐接枝相 容劑1.5份、磷石膏1.2份、丙烯酸型架橋劑1份、丙烯酸酯0.8份、701粉0.6份、聚合氯化鋁 〇. 6份、肪酸類穩(wěn)定劑0.4份、苯乙稀0.3份； 所述造孔劑以重量為單位，由以下原料制成:石蠟16份、硬脂酸15份、氯化鈉8份、碳酸 銨14份、尿素6份； 所述環(huán)氧硅烷為偶聯(lián)劑； 所述磷石膏為安定劑； 所述丙烯酸酯為調(diào)節(jié)劑； 所述701粉為強(qiáng)化劑； 所述聚合氯化鋁為聚凝劑； 所述苯乙烯為終止劑； 所述不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、701粉的 粒徑均為5-100μπι; 所述基體的厚度為45mm，開孔率為92%，密度為1500g/m2; 所述涂層，以重量為單位，由以下原料制成:鋁粉20份、鎳粉18份、鈦粉8份、鉬粉5份、釩 粉5份、釔粉4份、鎂粉2份、鈷粉2份、鉛粉3份、偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯0.2份、2,5-二甲基-2,5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷-0.5份、鉑催化劑0.2份、粘結(jié)劑0.8份、環(huán)氧丙氧丙基 三甲氧基硅烷0.4份； 所述偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯為引發(fā)劑； 所述2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷為交聯(lián)劑； 所述粘結(jié)劑以重量為單位，由以下原料制成:聚乙烯醇14份、強(qiáng)甲基纖維素12份、聚氧 化乙烯20份； 所述環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷為增粘劑； 所述鋁粉、鎳粉、不銹鋼粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉的粒徑均為〇.1_4μ m； 所述涂層厚度為100μπι; 所述新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： S1:將聚乙烯醇、二氧化鋅溶膠溶、聚乙烯羧丁醛溶解在9倍于其總質(zhì)量份數(shù)的水中，隨 后投入甲基纖維素，浸泡5h后在74°C下干燥至含水量為5%，制得混合物I; S2:將不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔劑、 環(huán)氧硅烷、馬來(lái)酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化鋁、 肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯、700份水在微波功率為400W，溫度為600°C，轉(zhuǎn)速為500r/min下攪拌 4h，接著所得物干燥至含水量<8%，制得混合物Π ; S3:將步驟S1制得的混合物I與步驟S2制得的混合物Π 在溫度為250°C，轉(zhuǎn)速為500r/ min下攪拌1.5h，投入球磨機(jī)中球磨處理，使所得物料的方孔篩余量<0.12%，制得混合物 ΙΠ ； S4:將步驟步驟S3制得的混合物m送入模具中，在壓力為580MPa下壓制成型，在氮?dú)獗?護(hù)下以540°C的溫度燒結(jié)4h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得基體； S5:將鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉在轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌 6min，制得混合物IV; S6:向步驟S5制得的混合物IV中加入偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、2,5_二甲基-2， 5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷、鉑催化劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率為 400W，溫度為220°C，轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌lh，制得混合物V ; S7:采用1400°C的噴涂溫度將步驟S6制得的混合物V均勻熱噴涂在步驟S4制得的基體 表面上，制得復(fù)合坯體； S8:將步驟S7制得的復(fù)合坯體使用平面磨床對(duì)噴涂層進(jìn)行打磨，使其成為平面狀態(tài)并 完全覆蓋基體多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的復(fù)合坯體； S9:將步驟S8制得的打磨好的復(fù)合坯體置于溫度為1100°C、有保護(hù)氣體的熱處理爐中 進(jìn)行熱處理，保溫時(shí)間為5h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，所述保護(hù)氣 體為氮?dú)?、乙炔、氫氣按體積比=70:28:2的混合氣體。
[0018]將實(shí)施例1-3制備的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料和實(shí)施例1-3制備的新型多孔金屬?gòu)?fù) 合材料同厚度規(guī)格的聚氨酯復(fù)合板材料、鋁鎂合金泡沫材料切成相同面積的樣片，分別進(jìn) 行抗沖擊強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、硬度、拉伸率、吸音性和比鋼度的性能對(duì)比檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表 所示。
[0019] 從上表結(jié)果可以看出，本發(fā)明制得的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu) 于同厚度、同規(guī)格的聚氨酯夾心板材料和鋁鎂合金泡沫材料，其中抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到了 636.61MPa以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)到了675.03MPa以上，硬度達(dá)到了281.16HRC以上，拉伸率達(dá)到 了23.31%以上，吸音性達(dá)到了71.32dB以上，比鋼度達(dá)到了 172.32α/ρ以上，具有良好的機(jī)械 性能和吸音性，可以廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。
[0020] 以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換， 都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，以重量為單位，由以下原料制成：基體 195-350份、涂層 12-15份； 所述基體，以重量為單位，由以下原料制成:不銹鋼粉128-152份、氧化鋅粉15-22份、碳 化鈮粉14-18份、碳化硅12-16份、氮化硅粉10-14份、堇青石粉8-12份、石英粉8-10份、聚乙 烯醇6-9份、二氧化鋅溶膠溶4-8份、甲基纖維素3-5份、聚乙烯羧丁醛4-6份、造孔劑10-16 份、環(huán)氧硅烷0.8-1.6份、馬來(lái)酸酐接枝相容劑0.6-1.5份、磷石膏0.8-1.2份、丙烯酸型架橋 劑0.6-1份、丙烯酸酯0.5-0.8份、701粉0.4-0.6份、聚合氯化鋁0.4-0.6份、肪酸類穩(wěn)定劑 0.2-0.4 份、苯乙烯0.2-0.3份； 所述造孔劑以重量為單位，由以下原料制成:石錯(cuò)12-16份、硬脂酸10-15份、氯化鈉6-8 份、碳酸銨8_14份、尿素4-6份； 所述涂層，以重量為單位，由以下原料制成:鋁粉16-20份、鎳粉14-18份、鈦粉6-8份、鉬 粉4-5份、釩粉3-5份、釔粉2-4份、鎂粉1-2份、鈷粉1-2份、鉛粉2-3份、偶氮二異丁酸(丙烯酸 乙二醇）酯0.1-0.2份、2，5-二甲基-2，5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷0.3-0.5份、鉑催化劑0. ΙΟ. 2份、 粘結(jié)劑0.6-0.8份、 環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.2-0.4份； 所述粘結(jié)劑以重量為單位，由以下原料制成:聚乙烯醇10-14份、強(qiáng)甲基纖維素8-12份、 聚氧化乙烯16-20份； 所述新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： S1:將聚乙烯醇、二氧化鋅溶膠溶、聚乙烯羧丁醛溶解在5-9倍于其總質(zhì)量份數(shù)的水中， 隨后投入甲基纖維素，浸泡5-8h后在66-74Γ下干燥至含水量彡8%，制得混合物I; S2:將不銹鋼粉、氧化鋅粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、造孔劑、 環(huán)氧硅烷、馬來(lái)酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、丙烯酸酯、701粉、聚合氯化鋁、 肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯、400-700份水在微波功率為100-400W，溫度為550-600°C，轉(zhuǎn)速為 200-500r/min下攪拌4-6h，接著所得物干燥至含水量<8%，制得混合物Π ; S 3 :將步驟S1制得的混合物I與步驟S 2制得的混合物Π 在溫度為2 2 0 - 2 5 0 °C，轉(zhuǎn)速為 200-500r/min下攪拌1.5-2h，投入球磨機(jī)中球磨處理，使所得物料的方孔篩余量<0.12%， 制得混合物m; S4:將步驟步驟S3制得的混合物ΙΠ 送入模具中，在壓力為540-580MPa下壓制成型，在氮 氣保護(hù)下以420-540°C的溫度燒結(jié)4-8h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得基體； S5:將鋁粉、鎳粉、鈦粉、鉬粉、釩粉、釔粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下攪 拌6-10min，制得混合物IV; S6:向步驟S5制得的混合物IV中加入偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯、2,5_二甲基-2， 5-雙（苯甲酰過(guò)氧)-己烷、鉑催化劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，在微波功率為 200-400W，溫度為180-220°C，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌1-2h，制得混合物V ; S7 :采用1200-1400°C的噴涂溫度將步驟S6制得的混合物V均勻熱噴涂在步驟S4制得 的基體表面上，制得復(fù)合坯體； S8:將步驟S7制得的復(fù)合坯體使用平面磨床對(duì)噴涂層進(jìn)行打磨，使其成為平面狀態(tài)并 完全覆蓋基體多孔泡沫表面的孔隙，制得打磨好的復(fù)合坯體； S9:將步驟S8制得的打磨好的復(fù)合坯體置于溫度為1020-1100°C、有保護(hù)氣體的熱處理 爐中進(jìn)行熱處理，保溫時(shí)間為5-6h，經(jīng)自然冷卻至室溫，制得新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述不銹鋼粉、氧化鋅 粉、碳化鈮粉、碳化硅粉、氮化硅粉、堇青石粉、石英粉、701粉的粒徑均為5-1 ΟΟμπι。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述基體的厚度為2-45mm，開孔率為 35%-92%，密度為850-1500g/m2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述鋁粉、鎳粉、不銹鋼 粉、鈦粉、鉬粉、I凡粉、紀(jì)粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉的粒徑均為〇. 1_4μηι。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述涂層厚度為10-100 μπι〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，步驟S9中所述保護(hù)氣體 為氮?dú)?、乙炔、氫氣按體積比=60-70:28-36:2-4的混合氣體。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型多孔金屬?gòu)?fù)合材料，其特征在于，所述保護(hù)氣體為氮?dú)狻?乙炔、氫氣按體積比=70:28:2的混合氣體。
【文檔編號(hào)】B22F3/02GK106077614SQ201610597670
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月27日 公開號(hào)201610597670.5, CN 106077614 A, CN 106077614A, CN 201610597670, CN-A-106077614, CN106077614 A, CN106077614A, CN201610597670, CN201610597670.5
【發(fā)明人】黃宇
【申請(qǐng)人】黃宇