本發(fā)明屬于多孔金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多孔金屬材料以及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

多孔金屬材料是一種基體內(nèi)部存在大量連通或不連通孔洞的新型輕質(zhì)多功能材料。由于在基體內(nèi)部存在大量的孔結(jié)構(gòu)，使得多孔金屬材料具有輕質(zhì)化的特性。但孔結(jié)構(gòu)的特殊性和多樣性，又使多孔金屬材料具有優(yōu)良的機械性能，具有較高的比強度和比剛度，較高的阻尼減振和沖擊吸能效能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、能源、化工和建筑等工業(yè)領(lǐng)域。多孔金屬材料在國民經(jīng)濟建設(shè)和國防高科技等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

多孔金屬材料有多種劃分方法：按金屬單元胞體的排列方式，可分為二維的蜂窩狀多孔金屬和三維的泡沫狀多孔金屬；按金屬單元胞體的分布情況，可分為規(guī)則多孔金屬和非規(guī)則多孔金屬。

其中，針對多孔金屬材料，存在多種不同的制備方法。根據(jù)所需加工金屬的相態(tài)，可以將這些方法歸納為三大類，分別是液態(tài)金屬成型法、粉末金屬成型法和金屬塑性成型法。

液態(tài)金屬成型法主要是利用液態(tài)金屬鑄造的成型方法，通過控制金屬鑄造的凝固過程，在凝固過程中向金屬液中吹入氣體或是摻入發(fā)泡劑，來實現(xiàn)多孔金屬的加工制備?；谶@種工藝方法，衍生出直接吹氣法和熔體發(fā)泡法等不同的工藝。但這種液態(tài)金屬成型法所生成的孔洞形狀和尺寸難以控制，主要用于制備非規(guī)則的多孔金屬。

粉末金屬成型法主要是利用金屬粉末作為原材料，來制備多孔金屬，主要有粉末燒結(jié)和增材制造等方法。粉末燒結(jié)法是將金屬粉末預(yù)先壓制成形，然后再加熱燒結(jié)在一起。這種工藝加工出的多孔金屬強度較低，并且仍然是非規(guī)則的多孔金屬。增材制造是一種新型的制備多孔金屬的方法，目前主要用于鈦合金的多孔金屬，可以生產(chǎn)出多孔金屬材料。但限于增材制造的工藝特性，該方法不適用于大規(guī)模批量化制造，只能用于原型產(chǎn)品的研發(fā)，而且生產(chǎn)成本較高。

金屬塑性成型法多用于二維的蜂窩金屬的制備。首先利用輥輪軋制出單層的金屬蜂窩板，再通過膠黏或焊接的方式將金屬蜂窩板層疊在一起，制備出二維結(jié)構(gòu)的蜂窩金屬。

綜上所述，雖然目前已存在多種方法制備多孔金屬材料，但以上這些方法仍主要用于非規(guī)則多孔金屬的制備，其金屬單元胞體的結(jié)構(gòu)并能得到有效控制。而且，現(xiàn)有的規(guī)則多孔結(jié)構(gòu)主要通過金屬單元胞體之間的焊接或膠接來實現(xiàn)拼接過程，其拼接工藝較為繁瑣復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多孔金屬材料，其旨在解決金屬單元胞體之間拼接工藝較為繁瑣復(fù)雜的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種多孔金屬材料，包括至少一個金屬單元胞體以及至少一塊拼接板，所述金屬單元胞體的上側(cè)和/或下側(cè)連接有所述拼接板，所述拼接板的上板面和/或下板面連接有所述金屬單元胞體，所述金屬單元胞體和所述拼接板之間通過插接結(jié)構(gòu)連接。

可選地，所述金屬單元胞體包括至少一個胞體子單元，所述胞體子單元包括上側(cè)連接板、與所述上側(cè)連接板平行設(shè)置的下側(cè)連接板以及用于連接所述上側(cè)連接板和所述下側(cè)連接板的中間連接板，所述上側(cè)連接板至少開設(shè)有一個第一插接孔，且所述第一插接孔均避讓所述中間連接板在所述上側(cè)連接板的垂直投影，所述下側(cè)連接板至少開設(shè)有一個第二插接孔，且各所述第二插接孔均避讓所述中間連接板在所述下側(cè)連接板的投影；

所述拼接板在一板面凸設(shè)有在與所述上側(cè)連接板連接時用于與所述第一插接孔位置對應(yīng)設(shè)置并與所述第一插接孔插接配合的第一插接件，在另一板面凸設(shè)有在與所述下側(cè)連接板連接時用于與所述第二插接孔位置對應(yīng)設(shè)置并與所述第二插接孔插接配合的第二插接件。

可選地，所述金屬單元胞體包括兩所述胞體子單元，兩所述胞體子單元均呈z型設(shè)置，并通過兩所述上側(cè)連接板連接且對稱設(shè)置。

可選地，任一所述金屬單元胞體中，兩所述胞體子單元分體設(shè)置。

可選地，所述上側(cè)連接板開設(shè)有一個所述第一插接孔，且所述第一插接孔呈長條孔設(shè)置，兩所述第一插接孔以兩所述上側(cè)連接板連接中心處為中點呈中心對稱設(shè)置，所述下側(cè)連接板開設(shè)兩個所述第二插接孔，四個所述第一插接孔以兩所述上側(cè)連接板連接中心處為中點呈中心對稱設(shè)置；

所述拼接板于與任一所述第一插接孔的對應(yīng)位置處設(shè)有兩個所述第一插接件，且兩所述第一插接件的外徑大致等于所述第一插接孔的孔寬，所述拼接板于與任一所述第二插接孔的對應(yīng)位置處均設(shè)有一個所述第二插接件。

可選地，所述拼接板呈矩形或長方形設(shè)置，四個所述第一插接件以所述拼接板幾何中心點中心對稱設(shè)置，四個所述第二插接件以所述拼接板幾何中心點中心對稱設(shè)置。

可選地，所述第一插接件與第二插接件的大小、尺寸相同，所述第一插接孔與所述第二插接孔的大小、尺寸相同，且任一所述拼接板中，四個所述第一插接孔分別與一所述胞體子單元的第二插接件連接，四個所述第二插接孔分別與一所述胞體子單元的第一插接件連接。

可選地，所述第一插接孔和所述第二插接孔均通過沖孔工藝形成。

可選地，所述第一插接件和第二插接件均呈管狀設(shè)置。

本發(fā)明還將上述多孔金屬材料應(yīng)用在航空航天、高鐵、汽車吸能設(shè)備，船舶、航空航天、建筑聲學(xué)設(shè)備，隔熱、電磁屏蔽設(shè)備和精密機床以及儀表設(shè)備領(lǐng)域中。

基于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，拼接板的上板面與一金屬單元胞體連接，而拼接板的下板面與另一金屬單元胞體連接實現(xiàn)金屬單元胞體和拼接板之間的連接，這樣就實現(xiàn)兩金屬單元胞體之間的連接，其中，金屬單元胞體和拼接板之間是通過插接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)連接的，相對于現(xiàn)有技術(shù)焊接或膠接，簡化了金屬單元胞體之間的拼接工藝。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的多孔金屬材料金屬單元胞體和拼接板的一種拼接狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1狀態(tài)的第二插接孔和第二插接件的剖視圖；

圖3是圖1的分解圖；

圖4是圖1的另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4的分解圖；

圖6是本發(fā)明實施例提供的多孔金屬材料中金屬單元胞體和拼接板的另一種拼接排列結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖6的分解圖；

圖8是圖6拼接排列的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號說明：

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”和“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明實施例提供一種多孔金屬材料。

如圖1至圖8所示，該多孔金屬材料包括至少一個金屬單元胞體100以及至少一塊拼接板200，金屬單元胞體100的上側(cè)和/或下側(cè)連接有拼接板200，拼接板200的上板面和/或下板面連接有金屬單元胞體100，金屬單元胞體100和拼接板200之間通過插接結(jié)構(gòu)連接，其中，插接結(jié)構(gòu)包括槽孔結(jié)構(gòu)和與槽孔結(jié)構(gòu)插接配合的插桿結(jié)構(gòu)，在具體實施中，槽孔結(jié)構(gòu)可以開設(shè)于金屬單元胞體100或拼接板200，而插桿結(jié)構(gòu)則對應(yīng)地設(shè)于拼接板200或金屬單元胞體100。基于此結(jié)構(gòu)，拼接板200的上板面與一金屬單元胞體100連接，而拼接板200的下板面與另一金屬單元胞體100連接實現(xiàn)金屬單元胞體100和拼接板200之間的連接，這樣就實現(xiàn)兩金屬單元胞體100之間的連接，其中，金屬單元胞體100和拼接板200之間是通過插接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)連接的，也即是只需將插桿結(jié)構(gòu)插接槽孔結(jié)構(gòu)即可，相對于現(xiàn)有技術(shù)焊接或膠接，本發(fā)明簡化金屬單元胞體100之間的拼接工藝。當(dāng)然，在拼接板200處于頂部或底部時，拼接板200上板面或下表面可以不用連接有金屬單元胞體100。

在本發(fā)明實施例中，如圖1至5所示，金屬單元胞體100包括至少一個胞體子單元110，胞體子單元110包括上側(cè)連接板111、與上側(cè)連接板111平行設(shè)置的下側(cè)連接板113以及用于連接上側(cè)連接板111和下側(cè)連接板113的中間連接板112，上側(cè)連接板111至少開設(shè)有一個第一插接孔101，且第一插接孔101均避讓中間連接板112在上側(cè)連接板111的垂直投影這樣，在對第一插接孔101進行加工成型的過程中，可避免中間連接板112干涉加工刀具，下側(cè)連接板113至少開設(shè)有一個第二插接孔102，且各第二插接孔102均避讓中間連接板112在下側(cè)連接板113的投影，這樣，在對第二插接孔102進行加工成型的過程中，也可避免中間連接板112干涉加工刀具；拼接板200在一板面凸設(shè)有在與上側(cè)連接板111連接時用于與第一插接孔101位置對應(yīng)設(shè)置并與第一插接孔101插接配合的第一插接件201，在另一板面凸設(shè)有在與下側(cè)連接板113連接時用于與第二插接孔102位置對應(yīng)設(shè)置并與第二插接孔102插接配合的第二插接件202。基于此結(jié)構(gòu)，金屬單元胞體100的上側(cè)和下側(cè)均可與拼接板200連接，拼接板200的上板面和下板面也可與金屬單元胞體100連接，這樣，至少可以讓金屬單元胞體100和拼接板200在上下方向上依次交替拼接。

其中，第一插接孔101和第二插接孔102為插接結(jié)構(gòu)中的槽孔結(jié)構(gòu)，而第一插接件201和第二插接件202為插接結(jié)構(gòu)中的插桿結(jié)構(gòu)。

具體地，如圖1至5所示，金屬單元胞體100包括兩胞體子單元110，兩胞體子單元110均呈z型設(shè)置，并通過兩上側(cè)連接板111連接且對稱設(shè)置?；诖?，胞體子單元110的成型方式，可以利用一整塊金屬板，先進行彎折，彎折成z性，類似折紙結(jié)構(gòu)樣式，然后再對第一插接孔101和第二插接孔102進行沖孔成型。其中，采用彎折工藝，中間連接板112與上側(cè)連接板111、下側(cè)連接板113一體設(shè)置的，中間連接板112與上側(cè)連接板111、下側(cè)連接板113之間的連接穩(wěn)定性較好，并具有較高的比強度和比剛度，以及較高的阻尼減振和沖擊吸能效能。

進一步地，任一金屬單元胞體100中，兩胞體子單元110分體設(shè)置。這樣，在生產(chǎn)過程中，可以簡化金屬單元胞體100的生產(chǎn)難度，提高生產(chǎn)效率。

上述中，第一插接孔101和第二插接孔102均通過沖孔工藝形成。

在本發(fā)明實施例中，上側(cè)連接板111開設(shè)有一個第一插接孔101，且第一插接孔101呈長條孔設(shè)置，兩第一插接孔101以兩上側(cè)連接板111連接中心處為中點呈中心對稱設(shè)置，任一下側(cè)連接板113開設(shè)兩個第二插接孔102，四個第一插接孔101以兩上側(cè)連接板111連接中心處為中點呈中心對稱設(shè)置；拼接板200于與任一第一插接孔101的對應(yīng)位置處設(shè)有兩個第一插接件201，且兩第一插接件201的外徑大致等于第一插接孔101的孔寬，拼接板200于與任一第二插接孔102的對應(yīng)位置處均設(shè)有一個第二插接件202。

基于此，進一步地，如圖6至圖8所示，所述第一插接件201與第二插接件202的大小、尺寸相同，所述第一插接孔101與所述第二插接孔102的大小、尺寸相同，且任一拼接板200中，四個第一插接件201分別與一胞體子單元110的第二插接孔201連接，四個第二插接件202分別與一胞體子單元110的的第一插接孔101連接。這樣，可以讓金屬單元胞體100和拼接板200在前后方向和左右方向依次交替拼接?；谏鲜鏊薪Y(jié)構(gòu)，金屬單元胞體100和拼接板200之間實現(xiàn)了上下、左右和前后方向的拼接，并具有一定規(guī)則，使該多孔金屬材料成為規(guī)則金屬材料。

拼接板200呈正方形，四個第一插接件201以拼接板200幾何中心點中心對稱設(shè)置，四個第二插接件202以拼接板200幾何中心點中心對稱設(shè)置。其中，拼接板200呈長方形，拼接板200可以沿兩個方向進行排列拼接，而不限于一個方向排列拼接。

當(dāng)然，在其他實施例中，拼接板200可呈長方形設(shè)置，在拼接過程中，在拼接可按一種特定的方向進行排列拼接。

在本發(fā)明實施例中，第一插接件201和第二插接件202均呈管狀設(shè)置?；诖私Y(jié)構(gòu)，第一插接件201和第二插接件202的成型可采用以下工藝制作成型，具體地：

首先，可對拼接板200在第一插接件201和第二插接件202的對應(yīng)位置沖壓出預(yù)成型孔，該預(yù)成型孔的孔小于第一插接件201的外徑，也小于第二插接件202的外徑；

其次，再用大于預(yù)成型孔的成型桿沖壓至預(yù)成型孔，使預(yù)成型孔的邊進行翻邊，從而形成相應(yīng)的第一插接件201或第二插接件202?；诖?，可知采用結(jié)構(gòu)再結(jié)合此制作工藝，有利于批量化生產(chǎn)拼接板200，從而也有利于批量化生產(chǎn)該多孔金屬材料。

基于上述的多孔金屬材料，可以用于在航空航天、高鐵、汽車吸能設(shè)備，船舶、航空航天、建筑聲學(xué)設(shè)備，隔熱、電磁屏蔽設(shè)備和精密機床以及儀表設(shè)備領(lǐng)域中。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。