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1、10申请公布号CN104212994A43申请公布日20141217CN104212994A21申请号201410471725922申请日20140916C22C1/08200601C22C21/0020060171申请人朱忠良地址214000江苏省无锡市锡山区鹅湖镇人民路居委红和新村100号72发明人朱忠良74专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人潘登54发明名称一种稀土泡沫铝合金真空吸铸工艺57摘要本发明公开了一种真空吸铸法制备稀土泡沫铝合金的工艺以及由其制备的稀土泡沫铝合金。该工艺包括将填料粒子填充到充型模中，预热；在加热至700790的熔融铝液中加入稀土，混匀后真空吸入至。
2、以上充型模中；待合金凝固后取出样品，除去填料粒子，即得所述稀土泡沫铝合金。本发明制备工艺所制得的稀土泡沫铝合金具有较少的氧化烧损，稀土元素的氧化烧损率均小于5，所制备出的泡沫铝孔洞匀称、可控性好，无明显缺陷。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页10申请公布号CN104212994ACN104212994A1/1页21一种稀土泡沫铝合金的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤1将填料粒子填充到充型模中，预热；2在加热至700790的熔融铝液中加入稀土，混匀后真空吸入至步骤1所得充型模中；3合金凝固后取出样品，除。
3、去填料粒子，即得所述稀土泡沫铝合金。2根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1所述填料粒子的粒径为12MM，优选为125160MM，更优选为15MM。3根据权利要求1或2所述的制备工艺，其特征在于，步骤1所述预热温度为400480，优选为420460，更优选为440。4根据权利要求13任一项所述的制备工艺，其特征在于，步骤2所述熔融铝液的温度为720780，优选为730。5根据权利要求14任一项所述的制备工艺，其特征在于，步骤2所述稀土为LA和/或CE，优选为LA和CE的组合。6根据权利要求15任一项所述的制备工艺，其特征在于，步骤2所述真空吸入的真空度为004008MPA，优选为00。
4、4006MPA，更优选为005MPA。7根据权利要求16任一项所述的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤1将粒径为125160MM的填料粒子填充到冲型模中，预热至440；2在加热至730的熔融铝液中加入混合稀土元素LA和CE，混匀后，在004006MPA的真空度条件下将其真空吸入步骤1所得冲型模中；3待冲型模中的合金凝固后取出样品，除去填料粒子，即得所述稀土泡沫铝合金。8一种稀土泡沫铝合金，由权利要求17任一项所述制备工艺制得。权利要求书CN104212994A1/4页3一种稀土泡沫铝合金真空吸铸工艺技术领域0001本发明涉及金属加工工艺技术领域，尤其涉及一种稀土泡沫铝合金真空吸铸工艺。背景技术。
5、0002泡沫铝具有质轻、比强高及吸声、隔音、散热、阻燃、减震、阻尼、吸收冲击能、电磁屏蔽等优点。广泛应用于建筑、汽车零件、军事及住宅等行业中。0003目前，制备泡沫金属的主要方法有渗流铸造法及熔体发泡法、熔模铸造法、镀覆金属法、粉末冶金法等。渗流法是在熔融金属条件下在预制体中直接渗流成形，与其它方法相比，该法具有易于控制孔隙结构、孔隙率及生产周期短、成本低、工艺简单等优点。0004在制备泡沫铝时添加稀土元素，可有效地减小铝合金的枝晶间距及细化铸态晶粒，同时稀土能与铝及其合金元素发生微合金化作用，从而改善泡沫铝的机械、加工、挤压、铸造及耐腐蚀等性能，提高泡沫铝的抗冲击能力。0005用传统渗流法制。
6、备稀土泡沫铝时，稀土元素易氧化烧损，其中LA和CE元素的氧化烧损达20以上，同时渗流过程难以控制，易造成渗流不足或渗流过度。发明内容0006针对传统渗流法所存在的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提出一种真空吸铸法制备稀土泡沫铝合金的制备工艺，该制备工艺所制备出的稀土泡沫铝合金具有较少的氧化烧损，稀土元素的氧化烧损率均小于5。0007为达此目的，本发明采用以下技术方案0008第一方面，本发明提供了一种稀土泡沫铝合金的制备工艺，该制备工艺包括如下步骤00091将填料粒子填充到充型模中，预热；00102在加热至700790的熔融铝液中加入稀土，混匀后真空吸入至步骤1所得充型模中；00113合金凝固后。
7、取出样品，除去填料粒子，即得所述稀土泡沫铝合金。0012上述制备工艺中，作为优选，步骤1所述填料粒子的粒径为12MM，优选为125160MM，更优选为15MM。0013在具体的实施方案中，步骤1所述填料粒子的粒径为1MM、11MM、12MM、125MM、13MM、135MM、14MM、145MM、15MM、155MM、16MM、165MM、17MM、175MM、18MM、185MM、19MM、195MM、2MM。0014作为优选，步骤1所述预热温度为400480，优选为420460，更优选为440。0015在具体的实施方案中，步骤1所述预热温度为400、410、420、430、440、450、。
8、460、470、480。说明书CN104212994A2/4页40016作为优选，步骤2所述熔融铝液的温度为720780，优选为730。0017在具体的实施方案中，步骤2所述熔融铝液的温度为720、730、740、750、760、770、780。0018作为优选，步骤2所述稀土为LA和/或CE，优选为LA和CE的组合。0019作为优选，步骤2所述真空吸入的真空度为004008MPA，优选为004006MPA，更优选为005MPA。0020在具体的实施方案中，步骤2所述真空吸入的真空度为004MPA、005MPA、006MPA、007MPA、008MPA。0021在本发明的具体实施方式中，一个优。
9、选的实施方案如下00221将粒径为125160MM的填料粒子填充到冲型模中，预热至440；00232在加热至730的熔融铝液中加入混合稀土元素LA和CE，混匀后，在004006MPA的真空度条件下将其真空吸入步骤1所得冲型模中；00243待冲型模中的合金凝固后取出样品，除去填料粒子，即得所述稀土泡沫铝合金。0025第二方面，本发明提供了一种稀土泡沫铝合金，由第一方面所述制备工艺制得。0026用电感耦合等离子体原子吸收光谱法分析本发明制备工艺所制得的稀土泡沫铝合金中稀土的含量，从而计算出稀土的氧化烧损率。经计算可知，本发明制备工艺所制得的稀土泡沫铝合金具有较少的氧化烧损，稀土元素的氧化烧损率均小。
10、于5，所制备出的泡沫铝孔洞匀称、可控性好，无明显缺陷。附图说明0027图1是本发明的真空吸铸工艺制备稀土泡沫铝合金的原理图。0028图2是真空度与渗流长度的关系曲线。0029图3是铸造温度与渗流长度的关系曲线。0030图4是填料粒子预热温度与渗流长度的关系曲线。0031图5是填料粒子粒径与渗流长度的关系曲线。0032图6是本发明制备工艺所制备的稀土泡沫铝合金的宏观形貌照片。具体实施方式0033下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。0034在制备泡沫材料的过程中，渗流长度是考察铸造工艺优劣的重要指标，渗流长度越长，表明该工艺能制备的样品尺寸越大，越接近工业应用的要求。0035实施例1。
11、真空度对渗流长度的影响0036在铸造温度为730、填料粒子预热温度440、填料粒子粒径为125160MM的条件下，探讨真空度分别为002、004、006、008MPA时的渗流长度，从而得到真空度与渗流长度的关系曲线，如图2所示。0037从图2可见，在填料粒子预热温度、粒子粒径及滤液的铸造温度相同的条件下，随着真空度的增加，渗流长度增加；这可能是由于抽真空的作用一方面是克服铝液自重，另一方面是克服铝熔体与NACL颗粒之间润湿性不好导致的表面张力，增加真空度有助于克说明书CN104212994A3/4页5服渗流缝隙中的流动阻力及表面张力，从而提高渗流长度。当真空度由006MPA提高至008MPA时。
12、，渗流长度只有微小增加；这可能是由于渗流前沿的铝液受到粒子的冷却作用很快凝固，此时仅靠提高真空度来提高渗流长度，效果非常有限。0038实施例2铸造温度对渗流长度的影响0039在真空度为004MPA、填料粒子预热温度440、填料粒子粒径为125160MM的条件下，探讨铸造温度分别为700、730、760、790时的渗流长度，从而得到铸造温度与渗流长度的关系曲线，如图3所示。0040从图3可见，铸造温度的提高能显著增加渗流长度，这可能是因为提高铸造温度能提高金属液的流动性，有利于金属液填充颗粒间的间隙，从而使渗流长度增加。0041实施例3填料粒子预热温度对渗流长度的影响0042在真空度为004MP。
13、A、铸造温度730、填料粒子粒径为125160MM的条件下，探讨填料粒子预热温度分别为360、400、440、480时的渗流长度，从而得到填料粒子预热温度与渗流长度的关系曲线，如图4所示。0043从图4可以看出，渗流长度随着填料粒子预热温度的升高而急剧增加，这可能是由于颗粒的预热温度越高，它与铝基合金液间的温差越小，从而减少了热量损失，可使颗粒间隙中的金属长时间保持液态，渗流通道较畅通，有利于铝液充满颗粒的间隙，提高了铝液的渗流能力。预热温度较低时，它与铝液的温差增大，渗流充型时二者之间热交换就强烈。在渗流前沿包覆填料粒子的铝液会迅速凝固和加厚，从而堵塞了渗流通道，尽管靠近升液管的合金液尚未凝。
14、固，但已不能继续渗流充填颗粒间隙，导致渗流长度缩短，但颗粒预热温度过高，将延长实验周期及降低渗流室的使用寿命。0044实施例4填料粒子大小对渗流长度的影响0045在真空度为004MPA、铸造温度730、填料粒子预热温度为440的条件下，探讨填料粒子粒径分别为0608MM、081MM、12516MM、2025MM时的渗流长度，从而得到填料粒子粒径与渗流长度的关系曲线，如图5所示。0046从图5可以看出，渗流长度随填料粒子粒径的增大而增加。这可能是由于颗粒尺寸越大，颗粒间的空隙越大，铝液渗流通道的流动阻力也越小，流动速度越快。另外，颗粒尺寸越大，铝液与填料颗粒的热交换总面积就越小，铝液在渗流过程中。
15、的热量损失及温度降低的速率也越小；填料颗粒尺寸越小，金属液渗入的间隙变小，粘滞阻力及铝基合金液前沿界面张力附加的阻力增大，阻碍了铝基合金液填充颗粒间隙，影响泡沫铝基合金的渗流长度。0047通过图2图5中渗流长度变化的趋势可看出，填料粒子的预热温度和浇注温度对渗流长度的影响较大，而真空度和填料粒子粒径对渗流长度的影响较小。这个结果与现有技术中所认为的填料粒子粒径大小是最显著的影响因素的结论不一致。0048实施例5使用本发明所述真空吸铸工艺制备稀土泡沫铝合金0049采用如下工艺00501将粒径为125160MM的填料粒子填充到冲型模中，预热至440；00512在加热至730的熔融铝液中加入混合稀土。
16、元素LA和CE，混匀后，在004006MPA的真空度条件下将其真空吸入步骤1所得冲型模中；00523待冲型模中的合金凝固后取出样品，除去填料粒子，即得所述稀土泡沫铝合说明书CN104212994A4/4页6金。0053按上述工艺制备的稀土泡沫铝合金的宏观形貌如图6所示，其渗流长度为120MM。0054从图6可以看出，气孔均匀地排列于铝基体上。由于气孔尺寸由填料粒子的粒径范围决定，因此真空吸铸工艺可制备出孔结构均匀、孔径可控的泡沫铝合金。ICP分析表明，真空吸铸工艺制备出的稀土泡沫铝合金具有较少的氧化烧损，LA的氧化烧损率为489，CE的氧化烧损率为403。0055申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明，但本发明并不局限于上述，即不意味着本发明必须依赖上述才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。说明书CN104212994A1/3页7图1图2说明书附图CN104212994A2/3页8图3图4说明书附图CN104212994A3/3页9图5图6说明书附图CN104212994A。