一种全通孔多孔泡沫铝制备方法
阅读说明：本技术 一种全通孔多孔泡沫铝制备方法 (Preparation method of full-through-hole porous foamed aluminum ) 是由 辛鑫 付大为 于 2021-04-02 设计创作，主要内容包括：一种全通孔多孔泡沫铝制备方法,其特点是,包括步骤有：选用铝合金板材、聚醚泡绵填充物；铝合金板材裁剪和表面处理；环氧树脂胶配制；铝合金板表面喷涂环氧树脂胶；喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵呈90°依次顺序叠加摆放；固化制成铝合金及填充物复合薄板；切割后的铝合金及填充物复合薄板进行再次表面处理；在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；压制后薄板放入钎焊炉内进行处理；出炉后清理；精整压制使其厚度满足设计要求；切割机或激光精裁,制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。其制备方法科学合理,简单实用,能够准确调整丝径和孔径几何尺寸,孔径方向性好,效果佳,特别适合散热领域应用,风阻小。(A preparation method of full-through-hole porous foamed aluminum is characterized by comprising the following steps: selecting an aluminum alloy plate and a polyether foam filler; cutting and surface treating an aluminum alloy plate; preparing an epoxy resin adhesive; spraying epoxy resin glue on the surface of the aluminum alloy plate; the sprayed epoxy resin glue aluminum alloy plate and the filler polyether foam are sequentially overlapped at 90 degrees and placed; solidifying to prepare an aluminum alloy and filler composite sheet; carrying out surface treatment again on the cut aluminum alloy and filler composite sheet; coating aluminum-silicon brazing material on the laminating surface of the aluminum alloy and filler composite sheet; placing the pressed sheet into a brazing furnace for treatment; cleaning after discharging; finishing and pressing to enable the thickness of the product to meet design requirements; cutting by a cutting machine or laser to obtain the finished product of the full-through-hole porous foamed aluminum meeting the design size requirement. The preparation method is scientific and reasonable, simple and practical, can accurately adjust the geometric dimensions of the wire diameter and the pore diameter, has good pore diameter directivity and good effect, is particularly suitable for the application in the field of heat dissipation, and has small wind resistance.)
技术领域
本发明属于泡沫铝的制备方法，涉及一种全通孔多孔泡沫铝制备方法。
背景技术
现有泡沫铝的制备方法与生产实体金属不尽相同，在制备过程中由于不同金属或合金所呈现的物理状态不同，制备的方法也不同。现有的制备方法有：散粉烧结法，粉末冶金法，浆料发泡法，中空球烧结法，熔模铸造法，渗流铸造法，气相沉积法，熔盐电沉积法。由于制备方法不同，致使制备的泡沫铝有闭孔结构和开孔结构，闭孔结构的泡沫铝含有大量独立存在的气泡，而开孔结构的泡沫铝则是呈连续贯通的三维网状，开孔结构的泡沫铝市场应用广泛。现有开孔结构的泡沫铝制备方法存在的质量问题是，以渗流法制备开孔结构的泡沫铝为例，有氯化钠残留在孔隙中，有此微小氯化钠残留颗粒包裹在泡沫铝孔隙中难以清除，特别是厚度较厚的氯化钠残留且堵塞微孔，无法清除，因有氯化钠残留影响泡沫铝的使用功能和寿命。而熔盐电沉积制备方法的能耗大，几何尺寸受限、变形量大、成本高。
发明内容
本发明的目的是，对现有的泡沫铝制备方法进行实质性改进和创新，提供一种科学合理，简单实用，效果佳，能够准确调整丝径和孔径几何尺寸的全通孔多孔泡沫铝制备方法。
本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，其特征是，它包括以下步骤：
1）选用铝合金板材，板长2.44m、宽1.2m，铝合金板材厚度按产品设计要求所规定的丝径确定；填充物选用聚醚泡绵30ppi-110ppi，填充物厚度按产品设计要求的孔径确定；
2）铝合金板材按产品长、宽要求下料，用氢氧化钠水溶液脱脂，氢氧化钠摩尔浓度2-3mol/L,温度50℃，再加入盐酸，盐酸含量8%进行中和反应，用清水漂洗、风干，铝合金板与聚醚泡绵胶合面采用宽带砂光机拉毛,其表面粗糙度Ra:15-50之间；
3）环氧树脂胶配制，环氧树脂水浴加热温度80℃，环氧树脂水浴后称重，按质量百分比，环氧树脂70%、环氧树脂固化剂T31为25%、二丁脂5%、丙酮适量，混合均匀、熟化15min；
4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度30-60μm；
5）将喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵交错叠加，叠加层数控制在7层或8层；
6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.2-0.8N/cm²，再锁紧，放入恒温箱内加温50℃，保温8h，固化制成铝合金及填充物复合薄板；
7）将铝合金及填充物复合薄板进行激光切割或机械切割，切割宽度是产品设计要求丝径尺寸2-3倍；
8）切割后的铝合金及填充物复合薄板进行二次脱脂、碱洗、酸中和、水洗、烘干、表面处理；
9）在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；
10）将压合面涂覆铝硅钎焊料的铝合金及填充物复合薄板按设计要求，取若干片，按下一片、上一片呈90°顺序依次叠加摆放，叠加高度是设计厚度的1-2倍；
11）叠加后的薄片，用专用托盘放入四柱1500T压机中，压缩量为总叠加高度的1/3，压力为0.4-0.5kN/cm²;
12）压制后薄片装入烧结工装内锁紧，放入钎焊炉内，用99.999%纯度氩气洗炉，炉温调至60℃，当炉内含氧量小于10ppm时开始升温，将钎焊温度调整为620℃，升温速度135℃/min，保温15min，降温速度8-15℃/min，氩气流量设定为15-25m3 /h；
13）冷却段设定为三个温区，第一温区250℃，第二温区120℃，第三温区45℃，冷却水流量25-35 m3 /h，出炉温度35-45℃；
14）出炉后用6-8Kg/cm²压力压缩空气吹扫积碳，清水漂洗，烘干脱水；
15）再经压机精整压制，使薄片厚度满足设计要求；
16）切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。
本发明的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，由于采用包括：选用铝合金板材、聚醚泡绵填充物；铝合金板材裁剪和表面处理；环氧树脂胶配制；铝合金板表面喷涂环氧树脂胶；喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵呈90°依次顺序叠加摆放；固化制成铝合金及填充物复合薄板；切割后的铝合金及填充物复合薄板进行再次表面处理；在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；压制后薄板放入钎焊炉内进行处理；出炉后清理；精整压制使其厚度满足设计要求；切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品的流程步骤，其制备方法科学合理，简单实用，能够准确调整丝径和孔径几何尺寸，孔径方向性好，效果佳，特别适合散热领域应用，风阻小。
具体实施方式
本发明的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，包括以下步骤：
1）选用铝合金板材，板长2.44m、宽1.2m，铝合金板材厚度按产品设计要求所规定的丝径确定；填充物选用聚醚泡绵30ppi-110ppi，填充物厚度按产品设计要求的孔径确定；
2）铝合金板材按产品长、宽要求下料，用氢氧化钠水溶液脱脂，氢氧化钠摩尔浓度2-3mol/L,温度50℃，再加入盐酸，盐酸含量8%进行中和反应，用清水漂洗、风干，铝合金板与聚醚泡绵胶合面采用宽带砂光机拉毛,其表面粗糙度Ra:15-50之间；
3）环氧树脂胶配制，环氧树脂水浴加热温度80℃，环氧树脂水浴后称重，按质量百分比，环氧树脂70%、环氧树脂固化剂T31为25%、二丁脂5%、丙酮适量，混合均匀、熟化15min；
4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度30-60μm；
5）将喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵交错叠加，叠加层数控制在7层或8层；
6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.2-0.8N/cm²，再锁紧，放入恒温箱内加温50℃，保温8h，固化制成铝合金及填充物复合薄板；
7）将铝合金及填充物复合薄板进行激光切割或机械切割，切割宽度是产品设计要求丝径尺寸2-3倍；
8）切割后的铝合金及填充物复合薄板进行二次脱脂、碱洗、酸中和、水洗、烘干、表面处理；
9）在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；
10）将压合面涂覆铝硅钎焊料的铝合金及填充物复合薄板按设计要求，取若干片，按下一片、上一片呈90°顺序依次叠加摆放，叠加高度是设计厚度的1-2倍；
11）叠加后的薄片，用专用托盘放入四柱1500T压机中，压缩量为总叠加高度的1/3，压力为0.4-0.5kN/cm²;
12）压制后薄片装入烧结工装内锁紧，放入钎焊炉内，用99.999%纯度氩气洗炉，炉温调至60℃，当炉内含氧量小于10ppm时开始升温，将钎焊温度调整为620℃，升温速度135℃/min，保温15min，降温速度8-15℃/min，氩气流量设定为15-25m3 /h；
13）冷却段设定为三个温区，第一温区250℃，第二温区120℃，第三温区45℃，冷却水流量25-35 m3 /h，出炉温度35-45℃；
14）出炉后用6-8Kg/cm²压力压缩空气吹扫积碳，清水漂洗，烘干脱水；
15）再经压机精整压制，使薄片厚度满足设计要求；
16）切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。
具体实施例1的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法，包括以下步骤：
1）选用铝合金板材，板长2.44m、宽1.2m，铝合金板材厚度按产品设计要求所规定的丝径确定；填充物选用聚醚泡绵30ppi-110ppi，填充物厚度按产品设计要求的孔径确定；
2）铝合金板材按产品长、宽要求下料，用氢氧化钠水溶液脱脂，氢氧化钠摩尔浓度2-3mol/L,温度50℃，再加入盐酸，盐酸含量8%进行中和反应，用清水漂洗、风干，铝合金板与聚醚泡绵胶合面采用宽带砂光机拉毛,其表面粗糙度Ra:15-50之间；
3）环氧树脂胶配制，环氧树脂水浴加热温度80℃，环氧树脂水浴后称重，按质量百分比，环氧树脂70%、环氧树脂固化剂T31为25%、二丁脂5%、丙酮适量，混合均匀、熟化15min；
4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度30μm；
5）将喷涂环氧树脂胶铝合金板和填充物聚醚泡绵交错叠加，叠加层数控制在7层或8层;
6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.2N/cm²，再锁紧，放入恒温箱内加温50℃，保温8h，固化制成铝合金及填充物复合薄板；
7）将铝合金及填充物复合薄板进行激光切割或机械切割，切割宽度是产品设计要求丝径尺寸2-3倍；
8）切割后的铝合金及填充物复合薄板采用本领域常规处理技术，进行二次脱脂、碱洗、酸中和、水洗、烘干、表面处理；
9）在铝合金及填充物复合薄板的压合面涂覆铝硅钎焊料；
10）将压合面涂覆铝硅钎焊料的铝合金及填充物复合薄板按设计要求，取若干片，按下一片、上一片呈90°顺序依次叠加摆放，叠加高度是设计厚度的1-2倍；
11）叠加后的薄片，用专用托盘放入四柱1500T压机中，压缩量为总叠加高度的1/3，压力为0.4-0.5kN/cm²;
12）压制后薄片装入烧结工装内锁紧，放入钎焊炉内，用99.999%纯度氩气洗炉，炉温调至60℃，当炉内含氧量小于10ppm时开始升温，将钎焊温度调整为620℃，升温速度135℃/min，保温15min，降温速度8℃/min，氩气流量设定为15m3 /h；
13）冷却段设定为三个温区，第一温区250℃，第二温区120℃，第三温区45℃，冷却水流量25 m3 /h，出炉温度35℃；
14）出炉后用6-8Kg/cm²压力压缩空气吹扫积碳，清水漂洗，烘干脱水；
15）再经压机精整压制，使薄片厚度满足设计要求；
16）切割机或激光精裁，制成满足设计尺寸要求的全通孔多孔泡沫铝成品。
实施例2的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法的步骤与实施例1基本相同，不同之处是，4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度45μm；6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.5N/cm²；12）降温速度12℃/min，氩气流量设定为20m3 /h；13）冷却水流量30 m3 /h，出炉温度40℃。
实施例3的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法的步骤与实施例1基本相同，不同之处是，4）铝合金板表面均匀喷涂环氧树脂胶，环氧树脂胶胶层厚度60μm；6）叠加后装入工装中，上表面加载荷0.8N/cm²；12）降温速度15℃/min，氩气流量设定为25m3 /h；13）冷却水流量35 m3 /h，出炉温度45℃。
本发明的一种全通孔多孔泡沫铝制备方法所需材料易得，均为市售产品。
1.铝合金板，厚度范围：5-0.01mm，还可根据需要选择其它铝材；
2.填充物，多孔泡沫金属（镍边角料）或植物纤维体或多孔有机物（聚酯泡绵、聚醚泡绵）；
3.有机胶（环氧树脂类）无机胶（磷酸盐类）；
4.钎焊料，铝硅钎焊料或镁活化剂；
5.氢氧化钠，盐酸。
本发明具体实施方式并非穷举，并不构成对权利要求保护范围的限定，本领域技术人员根据本发明实施例获得的启示，不经过创造性劳动就能够想到其它实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
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