一種制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備及方法，其特征在于該成套設(shè)備包括混粉機(jī)、模具回形傳送裝置、壓力裝置、頂出裝置、機(jī)械手裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐、冷卻水池和操作平臺(tái)；所述操作平臺(tái)包括上、中、下三層臺(tái)面，三層臺(tái)面呈階梯狀依次分布，以壓力裝置的左右邊界為界將操作平臺(tái)從左至右依次分成左區(qū)、中區(qū)和右區(qū)，上層臺(tái)面設(shè)有混粉機(jī)，且位于左區(qū)內(nèi)；所述壓力裝置位于下層臺(tái)面的中區(qū)內(nèi)，頂出裝置位于下層臺(tái)面的右區(qū)內(nèi)；所述模具回形傳送裝置由模具裝料區(qū)、壓制成形區(qū)和頂出制件區(qū)構(gòu)成，模具裝料區(qū)位于混粉機(jī)的下方，壓制成形區(qū)位于中區(qū)，且對(duì)應(yīng)在壓力裝置的壓制板下方，頂出制件區(qū)正對(duì)頂出裝置，且位于右區(qū)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
_種制備開(kāi)孔泡沬金屬的成套設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及開(kāi)孔合金制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)孔泡沫金屬是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種新型輕質(zhì)材料，特殊的孔結(jié)構(gòu)使得其具有輕質(zhì)、比表面積大、比剛度和比強(qiáng)度大、吸聲和阻燃性能好等特性。目前，在交通運(yùn)輸、建筑裝飾、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于開(kāi)孔泡沫金屬具有如此多的優(yōu)異性能及廣泛用途，近年來(lái)成為材料領(lǐng)域關(guān)注的一大熱點(diǎn)。
[0003]目前針對(duì)開(kāi)孔泡沫鋁的制備方法主要有粉末冶金法、熔模鑄造法和滲流鑄造法。申請(qǐng)?zhí)枮?01510368978.8的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種用于減振吸能的碳納米管增強(qiáng)泡沫鋁復(fù)合材料的制備方法，該方法是以尿素(CO(NH2)2)為造孔劑的粉末冶金法制備開(kāi)孔泡沫招，其不足之處在于該方法工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，尿素分解產(chǎn)生的氨氣有毒，影響人體健康，造成環(huán)境污染且該方法不能適用于大量機(jī)械化、連續(xù)化生產(chǎn)。申請(qǐng)?zhí)枮?01310507918.0的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種泡沫鋁合金的滲流鑄造工藝，該工藝采用食鹽作為造孔劑，利用滲流鑄造法制備開(kāi)孔泡沫鋁，滲流鑄造法的影響因素較多，工藝過(guò)程不容易協(xié)調(diào)控制，就其中的造孔劑預(yù)熱溫度、金屬液澆注溫度和滲鑄壓力三個(gè)因素來(lái)說(shuō)，并非溫度越高壓力越大越好，需要三者良好的配合才能制備出結(jié)構(gòu)均勻的泡沫金屬，加大了生產(chǎn)制備難度；同時(shí)該方法沒(méi)有專(zhuān)門(mén)連續(xù)化生產(chǎn)的成套設(shè)備，導(dǎo)致操作分散，生產(chǎn)過(guò)程不連續(xù)，生產(chǎn)效率低，不適合進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。申請(qǐng)?zhí)枮?01410457751.6的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種可降解開(kāi)孔多孔鎂及鎂合金生物材料及其制備方法，該方法利用燒結(jié)氯化鈉得到預(yù)制體從而制備開(kāi)孔泡沫鎂及鎂合金生物材料的方法，該制備方法除了申請(qǐng)?zhí)枮?01310507918.0專(zhuān)利中提到的滲流鑄造工藝的不足外，采用堿洗的方法來(lái)濾出氯化鈉，會(huì)導(dǎo)致孔壁嚴(yán)重腐蝕，破壞了鎂多孔結(jié)構(gòu)的完整性，加入醇作為緩沖液只能減緩對(duì)鎂基體的腐蝕。以上方法雖然能夠制備出開(kāi)孔泡沫金屬，但該方法僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。專(zhuān)利號(hào)為ZL201310038972.5的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種生產(chǎn)泡沫鋁的成套設(shè)備，該設(shè)備是利用熔體發(fā)泡法生產(chǎn)閉孔泡沫金屬的成套設(shè)備，得不到孔隙均勻的開(kāi)孔泡沫金屬。
[0004]我國(guó)開(kāi)孔泡沫鋁的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)正處于起步階段，機(jī)械化、連續(xù)化開(kāi)孔泡沫鋁生產(chǎn)設(shè)備的缺乏使得目前的生產(chǎn)基本處于人工操作或半人工操作狀態(tài)，導(dǎo)致了大尺寸開(kāi)孔泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)、比表面積、比強(qiáng)度和比剛度的控制難度較大，不能保證產(chǎn)品性能的一致性，限制了產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。而且，利用粉末冶金法生產(chǎn)開(kāi)孔泡沫鋁的各種設(shè)備之間也沒(méi)有連續(xù)性，工藝操作分散，生產(chǎn)過(guò)程不連續(xù)，生產(chǎn)效率低下，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備及方法。該成套設(shè)備能制備出質(zhì)輕、孔隙均勻、孔徑大小可控、綜合性能良好的開(kāi)孔泡沫金屬，且該成套設(shè)備具有立體化、機(jī)械化和連續(xù)化的特點(diǎn)，且節(jié)能高效、操作簡(jiǎn)單、安全性高、布局緊湊、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，適于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。該方法采用食鹽粒子做造孔劑，同時(shí)采用清水替代堿液來(lái)溶解食鹽顆粒，可制備出形狀復(fù)雜的異形開(kāi)孔泡沫金屬，方法流程簡(jiǎn)單、成本低廉、健康環(huán)保。
[0006]本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備，其特征在于該成套設(shè)備包括混粉機(jī)、模具回形傳送裝置、壓力裝置、頂出裝置、機(jī)械手裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐、冷卻水池和操作平臺(tái)；所述操作平臺(tái)包括上、中、下三層臺(tái)面，三層臺(tái)面呈階梯狀依次分布，以壓力裝置的左右邊界為界將操作平臺(tái)從左至右依次分成左區(qū)、中區(qū)和右區(qū)，上層臺(tái)面設(shè)有混粉機(jī)，且位于左區(qū)內(nèi)；所述壓力裝置位于下層臺(tái)面的中區(qū)內(nèi)，頂出裝置位于下層臺(tái)面的右區(qū)內(nèi)；所述模具回形傳送裝置由模具裝料區(qū)、壓制成形區(qū)和頂出制件區(qū)構(gòu)成，模具裝料區(qū)位于混粉機(jī)的下方，壓制成形區(qū)位于中區(qū)，且對(duì)應(yīng)在壓力裝置的壓制板下方，頂出制件區(qū)正對(duì)頂出裝置，且位于右區(qū)；頂出裝置的右側(cè)設(shè)有機(jī)械手裝置，以機(jī)械手裝置所在位置為圓心，機(jī)械手裝置到頂出裝置的距離為半徑做圓，頂出裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐和冷卻水池沿逆時(shí)針?lè)较蚓鶆虿贾迷谠搱A周上。
[0008]所述混粉機(jī)包括大轉(zhuǎn)盤(pán)、η個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)、混粉機(jī)控制器、η個(gè)混粉罐和鼓風(fēng)機(jī);每個(gè)混粉罐下部連接有一個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)，所述小轉(zhuǎn)盤(pán)嵌入大轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)，η個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)在大轉(zhuǎn)盤(pán)圓周上均勻分布;每個(gè)混粉罐內(nèi)均加有磨球，上部設(shè)有由混粉罐小蓋板和混粉罐大蓋板組成的瓣合式混粉罐蓋板，底部開(kāi)有可控的混粉罐漏料孔，混粉罐漏料孔由混粉機(jī)控制器控制開(kāi)閉;每個(gè)混粉罐大蓋板上部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)通氣孔，鼓風(fēng)機(jī)正對(duì)鼓風(fēng)機(jī)通氣孔;所述大轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)有η個(gè)大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、每個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)中心設(shè)有小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔;對(duì)應(yīng)的混粉罐、鼓風(fēng)機(jī)通氣孔、瓣合式混粉罐蓋板、小轉(zhuǎn)盤(pán)、混粉罐漏料孔、小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔同軸。
[0009]所述模具回形傳送裝置包括模具、傳送臺(tái)、傳送裝置控制器和振蕩器;傳送臺(tái)水平固定在操作臺(tái)的中層臺(tái)面上，傳送臺(tái)右側(cè)通過(guò)模具回形臺(tái)固定支架固定，傳送裝置控制器固定在上層臺(tái)面與中層臺(tái)面間的臺(tái)階縱向面上，傳送臺(tái)從后至前依次設(shè)有第一模具導(dǎo)板、第二模具導(dǎo)板和第三模具導(dǎo)板，在第一模具導(dǎo)板和第二模具導(dǎo)板及第二模具導(dǎo)板和第三模具導(dǎo)板之間均設(shè)有模具導(dǎo)滑槽及槽內(nèi)滾軸，模具裝料區(qū)、壓制成形區(qū)和頂出制件區(qū)依次布置在第一模具導(dǎo)板和第二模具導(dǎo)板之間，在模具裝料區(qū)及頂出制件區(qū)貫穿傳送臺(tái)的橫向也設(shè)有模具導(dǎo)滑槽及槽內(nèi)滾軸，每個(gè)區(qū)均設(shè)置有針式觸碰開(kāi)關(guān)，通過(guò)針式觸碰開(kāi)關(guān)控制模具的運(yùn)行，滾軸的運(yùn)行由傳送裝置控制器和相應(yīng)的針式觸碰開(kāi)關(guān)控制;振蕩器位于模具裝料區(qū)內(nèi)，振蕩器上方設(shè)置模具，通過(guò)傳送裝置控制器控制振蕩器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模具的上下升降。
[0010]—種制備開(kāi)孔泡沫金屬的方法，使用上述的成套設(shè)備，包括以下步驟:
[0011]I)選料，選擇球形、立方體形或不規(guī)則形，且直徑為l-5mm的食鹽顆粒為造孔劑，選擇原料為直徑為100-300μπι的純鋁、鋁合金、純鎂或鎂合金粉末；
[0012]2)均勻混粉，將原料在混粉機(jī)中以150-200r/min的速度研磨20-30min;按照食鹽顆粒與原料的質(zhì)量比為0.05-0.10稱(chēng)取食鹽顆粒，以250-30(^/1^11的速度混合20-401^11后，將速度增加到350-450r/min，混合20-30min后得到混合均勻的粉末；
[0013]3)裝料，將步驟2)混合均勻的粉末通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吹入模具中，振蕩，使粉末在模具中分布完全均勻；
[0014]4)壓制，將裝好粉末的模具傳送至壓制成形區(qū)，在冷壓壓力500_600MPa下保壓2-4min得到壓制件;或熱壓壓力300_400MPa下保壓l_3min得到壓制件；
[0015]5)溶解造孔劑，將步驟4)的壓制件置于造孔劑溶解池中，造孔劑溶解池的水溫調(diào)至30-50°C，超聲振蕩至造孔劑完全溶解，取出壓制件靜置；
[0016]6)干燥壓制件，將步驟5)所得的壓制件放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥后取出；
[0017]7)燒結(jié)壓制件，將干燥后的壓制件放進(jìn)保溫爐中，以5-10°C/min的升溫速度升溫至500-550 0C，保溫0.5-lh ；若步驟I)中的原料選擇為純鎂或鎂合金粉末，需先向保溫爐內(nèi)通入保護(hù)氣體10_20min，再升溫；
[0018]8)冷卻，將燒結(jié)后的壓制件放到冷卻水池中冷卻，冷卻后放進(jìn)鼓風(fēng)干燥箱中烘干，即得到開(kāi)孔泡沫金屬。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]本發(fā)明成套設(shè)備在以下方面具有突出特點(diǎn)和顯著進(jìn)步:
[0021](I)整套設(shè)備采用上中下三層結(jié)構(gòu)和左中右三個(gè)區(qū)分布的設(shè)計(jì)理念，提高了空間的利用率，降低了投資成本。
[0022](2)單個(gè)機(jī)械手裝置即可實(shí)現(xiàn)壓制件在頂出裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐、冷卻水池之間的轉(zhuǎn)移問(wèn)題，過(guò)程可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，節(jié)約了勞動(dòng)力成本。
[0023](3)模具回形傳送裝置的設(shè)計(jì)，通過(guò)傳送裝置控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)模具循環(huán)利用，提高了模具的利用率;模具的傳送采用滾軸輸送和工位控制，每一個(gè)工位都設(shè)針式觸碰開(kāi)關(guān)來(lái)控制模具的運(yùn)行，減少了人工操作，提高了效率和安全性。
[0024](4)原料由混粉機(jī)中落入模具中出現(xiàn)中間料多，周?chē)仙俚默F(xiàn)象，通過(guò)振蕩器的振蕩使原料在整個(gè)模具中分布更加均勻，更好的保證壓制件性能的一致性，減少因周邊缺料壓不實(shí)而得到不合格的壓制件。
[0025](5)在造孔劑的溶解過(guò)程中，通過(guò)控制帶有調(diào)節(jié)閥的出水口和進(jìn)水口，使造孔劑溶解池中的水保持流動(dòng)，加快造孔劑食鹽顆粒的溶解;通過(guò)加溶解池加熱器對(duì)流動(dòng)水進(jìn)行加熱，提高了食鹽顆粒在水中的溶解度;造孔劑溶解池底部的超聲振蕩器振動(dòng)流動(dòng)水，進(jìn)一步加快食鹽的溶解;溶解過(guò)程中不使用堿液進(jìn)行清洗，減少了對(duì)泡沫鋁的腐蝕;該造孔劑溶解池既節(jié)能環(huán)保，又降低了成本，且操作簡(jiǎn)單安全。
[0026](6)漏筐采用多個(gè)小網(wǎng)格的設(shè)計(jì)，可以在η個(gè)小漏筐中同時(shí)溶解不同批次壓制坯件的食鹽顆粒(每個(gè)漏筐中放同一批次的壓制件)，大大提高了生產(chǎn)效率。
[0027](7)保溫爐，配合保護(hù)氣體的使用，亦可生產(chǎn)易氧化或易燃燒的泡沫金屬(例如，泡沫鎂合金等)。
[0028](8)混粉機(jī)中采用η個(gè)相同型號(hào)的混粉罐同時(shí)進(jìn)行混粉，提高了生產(chǎn)率;采用相同型號(hào)的混粉罐更好的保證在相同混粉速度和時(shí)間下，η個(gè)混粉罐中的粉末同時(shí)達(dá)到均勻。
[0029](9)模具可設(shè)計(jì)成一模多腔的結(jié)構(gòu)，一次壓制得到多個(gè)壓制件，既提高了生產(chǎn)率又減少了壓力裝置的磨損。
[0030]本發(fā)明方法的顯著進(jìn)步是:
[0031](I)用食鹽顆粒代替粉末冶金法中常用的尿素做造孔劑，食鹽資源豐富易得、可回收利用，既節(jié)約了成本，又安全無(wú)污染;食鹽可選擇球形、立方體形，不規(guī)則形，根據(jù)實(shí)際需要得到不同孔結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔泡沫鋁。
[0032](2)造孔劑的溶劑采用清水代替醇和氫氧化鈉配制的堿液，既降低了對(duì)泡沫鋁/泡沫鎂的腐蝕，又節(jié)約了成本。
[0033](3)均勻混粉時(shí)先對(duì)鋁粉研磨除去表面氧化膜，增強(qiáng)鋁粉之間的結(jié)合力以便更好的壓實(shí)壓制件;先以低速(250-300r/min)混合一段時(shí)間(20-30min)，再將速度調(diào)增到高度(350-450r/min)混合一段時(shí)間，這樣使混合更加的均勻。
[0034](4)壓制件燒結(jié)時(shí)，保溫爐以5-10°C/min的速度緩慢升溫至500-550°C，控制升溫速度，選擇緩慢升溫使壓制件內(nèi)外受熱更加的均勻，減少因內(nèi)外溫差造成的開(kāi)裂、變形等缺陷。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備一種實(shí)施例的主視布局結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為本發(fā)明制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備一種實(shí)施例的俯視布局結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖3為本發(fā)明制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備一種實(shí)施例模具回形傳送裝置2的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖4為本發(fā)明制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備一種實(shí)施例造孔劑溶解池6的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中:I混粉機(jī)、101大轉(zhuǎn)盤(pán)、102小轉(zhuǎn)盤(pán)、103混粉機(jī)控制器、104混粉罐、105鼓風(fēng)機(jī)、2模具回形傳送裝置、201傳送裝置控制器、202重量感應(yīng)器、203模具、204振蕩器、205傳送臺(tái)、206頂板、207模具回形臺(tái)固定支架、208模具裝料區(qū)、209壓制成形區(qū)、210頂出制件區(qū)、211第一模具導(dǎo)板、212第二模具導(dǎo)板、213第三模具導(dǎo)板、214針式觸碰開(kāi)關(guān)、215模具導(dǎo)滑槽、216滾軸、3壓力裝置、4頂出裝置、5機(jī)械手裝置、6造孔劑溶解池、601超聲振蕩器、602漏筐、603出水口、604進(jìn)水口、605溶解池加熱器、606溶解池控溫儀、7鼓風(fēng)干燥箱、8保溫爐、801爐蓋、802保護(hù)氣通孔、9冷卻水池、10操作平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0040]本發(fā)明制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備(簡(jiǎn)稱(chēng)成套設(shè)備，參見(jiàn)圖1-4)包括混粉機(jī)1、模具回形傳送裝置2、壓力裝置3、頂出裝置4、機(jī)械手裝置5、造孔劑溶解池6、鼓風(fēng)干燥箱7、保溫爐8、冷卻水池9和操作平臺(tái)10;所述操作平臺(tái)10包括上、中、下三層臺(tái)面，三層臺(tái)面呈階梯狀依次分布，以壓力裝置3的左右邊界為界將操作平臺(tái)從左至右依次分成左區(qū)、中區(qū)和右區(qū)，上層臺(tái)面設(shè)有混粉機(jī)I，且位于左區(qū)內(nèi)；所述壓力裝置3位于下層臺(tái)面的中區(qū)內(nèi)，頂出裝置4位于下層臺(tái)面的右區(qū)內(nèi)；所述模具回形傳送裝置2由模具裝料區(qū)208、壓制成形區(qū)209和頂出制件區(qū)210構(gòu)成，模具裝料區(qū)208位于混粉機(jī)I的下方，壓制成形區(qū)209位于中區(qū)，且對(duì)應(yīng)在壓力裝置的壓制板下方，頂出制件區(qū)210正對(duì)頂出裝置4，且位于右區(qū)；頂出裝置4的右側(cè)設(shè)有機(jī)械手裝置5，以機(jī)械手裝置5所在位置為圓心，機(jī)械手裝置5到頂出裝置4的距離為半徑做圓，頂出裝置4、造孔劑溶解池6、鼓風(fēng)干燥箱7、保溫爐8和冷卻水池9沿逆時(shí)針?lè)较蚓鶆虿贾迷谠搱A周上，即所述造孔劑溶解池6位于頂出裝置4右下方，鼓風(fēng)干燥箱7位于造孔劑溶解池6的右上方，保溫爐8位于鼓風(fēng)干燥箱7上方，冷卻水池9位于保溫爐8的左上方。
[0041]所述混粉機(jī)I包括大轉(zhuǎn)盤(pán)101、n個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)102、混粉機(jī)控制器103、n個(gè)混粉罐104和鼓風(fēng)機(jī)105;每個(gè)混粉罐104下部連接有一個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)102，所述小轉(zhuǎn)盤(pán)102嵌入大轉(zhuǎn)盤(pán)101內(nèi)，η個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)在大轉(zhuǎn)盤(pán)101圓周上均勻分布;每個(gè)混粉罐104內(nèi)均加有磨球，上部設(shè)有由混粉罐小蓋板和混粉罐大蓋板組成的瓣合式混粉罐蓋板，底部開(kāi)有可控的混粉罐漏料孔，混粉罐漏料孔由混粉機(jī)控制器103控制開(kāi)閉；每個(gè)混粉罐大蓋板上部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)通氣孔，鼓風(fēng)機(jī)105正對(duì)鼓風(fēng)機(jī)通氣孔;所述大轉(zhuǎn)盤(pán)101設(shè)有η個(gè)大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、每個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)102中心設(shè)有小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔;對(duì)應(yīng)的混粉罐104、鼓風(fēng)機(jī)通氣孔、瓣合式混粉罐蓋板、小轉(zhuǎn)盤(pán)102、混粉罐漏料孔、小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔同軸。
[0042]所述模具回形傳送裝置2包括模具203(底部設(shè)有模具上頂件孔、模具壁上設(shè)于重量感應(yīng)器202、內(nèi)部設(shè)有頂板206)、傳送臺(tái)205、傳送裝置控制器201和振蕩器204;傳送臺(tái)205水平固定在操作臺(tái)的中層臺(tái)面上，傳送臺(tái)右側(cè)通過(guò)模具回形臺(tái)固定支架207固定，傳送裝置控制器201固定在上層臺(tái)面與中層臺(tái)面間的臺(tái)階縱向面上，傳送臺(tái)205從后至前依次設(shè)有第一模具導(dǎo)板211、第二模具導(dǎo)板212和第三模具導(dǎo)板213，在第一模具導(dǎo)板211和第二模具導(dǎo)板212及第二模具導(dǎo)板212和第三模具導(dǎo)板213之間均設(shè)有模具導(dǎo)滑槽215及槽內(nèi)滾軸216，模具裝料區(qū)208、壓制成形區(qū)209和頂出制件區(qū)210依次布置在第一模具導(dǎo)板211和第二模具導(dǎo)板212之間，在模具裝料區(qū)及頂出制件區(qū)貫穿傳送臺(tái)的橫向也設(shè)有模具導(dǎo)滑槽215及槽內(nèi)滾軸216，每個(gè)區(qū)均設(shè)置有針式觸碰開(kāi)關(guān)214，通過(guò)針式觸碰開(kāi)關(guān)214控制模具203的運(yùn)行，滾軸216的運(yùn)行由傳送裝置控制器201和相應(yīng)的針式觸碰開(kāi)關(guān)控制，模具在模具導(dǎo)滑槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)回形傳送(參見(jiàn)圖3);振蕩器204位于模具裝料區(qū)208內(nèi)，振蕩器上方設(shè)置模具203，通過(guò)傳送裝置控制器201控制振蕩器進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模具203的上下升降，振蕩時(shí)，將振蕩器204上升至高出傳送臺(tái)205臺(tái)面，結(jié)束后回落進(jìn)入傳送臺(tái)205內(nèi)部;頂出制件區(qū)210內(nèi)設(shè)有傳送臺(tái)上頂件孔。
[0043]所述壓力裝置3上設(shè)有壓制板和壓力裝置控制器，壓力裝置控制器可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓制板的升降、壓力大小、保壓時(shí)間等的控制，壓制板與位于壓制成形區(qū)210的模具203上下對(duì)應(yīng)并需要配套使用。
[0044]所述造孔劑溶解池6(參見(jiàn)圖4)內(nèi)設(shè)有漏筐602，漏筐602的筐壁為孔洞結(jié)構(gòu)，漏筐602掛在造孔劑溶解池6上;造孔劑溶解池6采用下進(jìn)上出水的設(shè)計(jì)，在其上部和下部分別設(shè)有出水口 603和進(jìn)水口 604，底部設(shè)有超聲振蕩器601，左、右內(nèi)壁上設(shè)有溶解池加熱器605，在右側(cè)池壁的上部設(shè)有溶解池控溫儀606。
[0045]所述保溫爐8上的爐蓋801為瓣合式爐蓋，爐蓋801上設(shè)有保護(hù)氣通孔802。
[0046]圖1所示生產(chǎn)過(guò)程的主視布局結(jié)構(gòu)示意圖表明，本發(fā)明成套設(shè)備的操作平臺(tái)10由上中下三層臺(tái)面構(gòu)成，三層平臺(tái)呈階梯狀分布。操作平臺(tái)的上層臺(tái)面設(shè)有混粉機(jī)I，圖1顯示，操作平臺(tái)的中層臺(tái)面位于上層臺(tái)面的右下方，設(shè)有模具回形傳送裝置2，傳送臺(tái)205左右兩側(cè)分別固定在操作平臺(tái)的中層臺(tái)面和模具回形臺(tái)固定支架207上，傳送裝置控制器201固定在上層臺(tái)面下方臺(tái)階的縱向面上，振蕩器204可由傳送裝置控制器201調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)上下升降。操作平臺(tái)的下層臺(tái)面設(shè)有7種裝置，分別為壓力裝置3、頂出裝置4、機(jī)械手裝置5、造孔劑溶解池6、鼓風(fēng)干燥箱7、保溫爐8和冷卻池9。壓力裝置3上設(shè)有與模具配套的壓制板和壓力裝置控制器，所述壓制板與位于壓制成形區(qū)209內(nèi)的模具203上下對(duì)應(yīng)。頂出裝置4位于頂出制件區(qū)210的正下方，頂出裝置4由液壓升降機(jī)控制升降。機(jī)械手裝置5位于頂出裝置4的右側(cè)。造孔劑溶解池6和冷卻水池9位于頂出裝置4右側(cè);鼓風(fēng)干燥箱7和保溫爐8位于機(jī)械手裝置5的右側(cè);保溫爐8上的爐蓋為瓣合式爐蓋801，爐蓋801上設(shè)有保護(hù)氣通孔802。
[0047]圖2所示生產(chǎn)過(guò)程的俯視布局結(jié)構(gòu)示意圖表明，本發(fā)明成套設(shè)備分為左、中、右三個(gè)區(qū)。混料機(jī)I位于左區(qū)，包括大轉(zhuǎn)盤(pán)11、η個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)102、混粉機(jī)控制臺(tái)103、η個(gè)混粉罐104和鼓風(fēng)機(jī)105 ；位于混粉罐104上部的瓣合式混粉罐蓋板由混粉罐小蓋板和混粉罐大蓋板構(gòu)成;每個(gè)混粉罐大蓋板上設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)通氣孔;η個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)在大轉(zhuǎn)盤(pán)101圓周上均勻分布，所述η個(gè)同一構(gòu)件具有相同型號(hào)。壓力裝置3位于中區(qū)，混粉機(jī)I的右側(cè)。模具回形傳送裝置2貫穿整套設(shè)備的三個(gè)區(qū)，第一模具導(dǎo)板211、第二模具導(dǎo)板212、第三模具導(dǎo)板213分別位于傳送臺(tái)205后、中和前的位置。傳送臺(tái)205上設(shè)有模具裝料區(qū)208、壓制成形區(qū)209和頂出制件區(qū)210，其中頂出制件區(qū)210內(nèi)設(shè)有傳送臺(tái)上頂件孔。頂出裝置4是圓柱體結(jié)構(gòu)，底面與傳送臺(tái)上頂件孔同心。右區(qū)內(nèi)，以機(jī)械手裝置5為圓心，機(jī)械手5到頂出裝置4的距離為半徑做圓，沿逆時(shí)針?lè)较蛎?2°在圓周上設(shè)置了一種裝置，依次為頂出裝置4、造孔劑溶解池6、鼓風(fēng)干燥箱7、保溫爐8及冷卻水池9;所述頂出裝置4位于模具回形傳送裝置2頂出制件區(qū)210下方且穿過(guò)傳送臺(tái)上頂件孔，將運(yùn)行至此的模具203頂出，造孔劑溶解池6位于頂出裝置4右下方，鼓風(fēng)干燥箱7位于造孔劑溶解池6的右上方，保溫爐8位于鼓風(fēng)干燥箱7上方，冷卻水池9位于保溫爐8的左上方;漏筐602分為η個(gè)大小相等的小漏筐(中間用網(wǎng)隔開(kāi))，掛在造孔劑溶解池6上;保溫爐8設(shè)有瓣合式爐蓋801，瓣合式爐蓋801的2片爐蓋為大小相同的半圓形，右半邊爐蓋設(shè)有保護(hù)氣通孔802。冷卻水池9上設(shè)有進(jìn)出水口。
[0048]圖3是模具回形傳送裝置2的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3顯示，傳送臺(tái)205由第一模具導(dǎo)板211、第二模具導(dǎo)板212、第三模具導(dǎo)板213、針式觸碰開(kāi)關(guān)214、模具導(dǎo)滑槽215以及槽內(nèi)的滾軸216構(gòu)成。振蕩器204位于模具裝料區(qū)208內(nèi)，可由傳送裝置控制器201調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)上下升降;振蕩時(shí)，將振蕩器204上升至高出傳送臺(tái)205臺(tái)面，結(jié)束后回落進(jìn)入傳送臺(tái)205內(nèi)部;每一個(gè)工位都設(shè)有針式觸碰開(kāi)關(guān)214，通過(guò)針式觸碰開(kāi)關(guān)214來(lái)控制模具203的運(yùn)行；圖3顯示，在模具裝料區(qū)208和頂出制件區(qū)210橫向貫穿傳送臺(tái)也設(shè)有模具導(dǎo)滑槽215以及槽內(nèi)的滾軸216，縱向兩側(cè)和橫向兩側(cè)內(nèi)的滾軸216構(gòu)成了模具運(yùn)行的回形軌道，滾軸216的運(yùn)行由傳送裝置控制器201和位于傳送臺(tái)205左前、左后、右前、右后方的針式觸碰開(kāi)關(guān)214控制。
[0049]圖4為造孔劑溶解池6俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中漏筐602的筐壁為孔洞結(jié)構(gòu)，需保證壓制件不能從孔洞漏出(可根據(jù)壓制件尺寸大小換取不同孔洞大小的漏筐602)，漏筐602掛在造孔劑溶解池6上;造孔劑溶解池6底部設(shè)有超聲振蕩器601，振動(dòng)流動(dòng)水加快造孔劑溶解；采用下進(jìn)上出水的設(shè)計(jì)，帶有調(diào)節(jié)閥的出水口 603和進(jìn)水口 604分別位于左側(cè)池壁上部和右側(cè)池壁的下部;造孔劑溶解池6的左、右內(nèi)壁均設(shè)有溶解池加熱器605 ；溶解池控溫儀606位于右側(cè)池壁的上部。
[0050]本發(fā)明中若壓制件較小，模具203可采用一模多腔的設(shè)計(jì)，應(yīng)將頂板206改成頂桿，一個(gè)壓制件對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)頂桿?；旆酃?04隨大轉(zhuǎn)盤(pán)101公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn)，利用運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力、摩擦力，磨球在混粉罐104內(nèi)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研磨混粉;磨球選用不銹鋼，直徑根據(jù)所需粉末粒度進(jìn)行選擇;混粉罐漏料孔的直徑不能過(guò)大，以防重量感應(yīng)器202顯示視數(shù)延遲造成模具203中的原料質(zhì)量大于重量感應(yīng)器202顯示的視數(shù)。本申請(qǐng)中η為自然數(shù)。
[0051]本發(fā)明制備開(kāi)孔泡沫金屬的方法(簡(jiǎn)稱(chēng)方法)，使用上述的成套設(shè)備，包括以下步驟:
[0052]I)選料，選擇球形、立方體形或不規(guī)則形，且直徑為l-5mm的食鹽顆粒為造孔劑，選擇原料為直徑為100-300μπι的純鋁、鋁合金、純鎂或鎂合金粉末；
[0053]2)均勻混粉，將原料在混粉機(jī)中以150-200r/min的速度研磨20-30min;按照食鹽顆粒與原料的質(zhì)量比為0.05-0.10稱(chēng)取食鹽顆粒，以250-30(^/1^11的速度混合20-401^11后，將速度增加到350-450r/min，混合20-30min后得到混合均勻的粉末；
[0054]3)裝料，將步驟2)混合均勻的粉末通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吹入模具中，振蕩，使粉末在模具中分布完全均勻；
[0055]4)壓制，將裝好粉末的模具傳送至壓制成形區(qū)，在冷壓壓力500_600MPa下保壓2-4min得到壓制件;或熱壓壓力300_400MPa下保壓l_3min得到壓制件；
[0056]5)溶解造孔劑，將步驟4)的壓制件置于造孔劑溶解池中，造孔劑溶解池的水溫調(diào)至30-50°C，超聲振蕩至造孔劑完全溶解，取出壓制件靜置；
[0057]6)干燥壓制件，將步驟5)所得的壓制件放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥后取出；
[0058]7)燒結(jié)壓制件，將干燥后的壓制件放進(jìn)保溫爐中，以5-10°C/min的升溫速度升溫至500-550 0C，保溫0.5-lh ；若步驟I)中的原料選擇為純鎂或鎂合金粉末，需先向保溫爐內(nèi)通入保護(hù)氣體10_20min，再升溫；
[0059]8)冷卻，將燒結(jié)后的壓制件放到冷卻水池中冷卻，冷卻后放進(jìn)鼓風(fēng)干燥箱中烘干，即得到開(kāi)孔泡沫金屬。
[0060]本發(fā)明方法的進(jìn)一步特征在于所述步驟8)可以采用隨爐冷卻的方式冷卻得到開(kāi)孔泡沫金屬，若為開(kāi)孔泡沫鎂，隨爐冷卻時(shí)應(yīng)在保護(hù)氣下進(jìn)行。
[0061]本發(fā)明方法的操作要點(diǎn)是:本方法中原料尺寸的選擇;食鹽顆粒和原料的質(zhì)量比；冷壓、熱壓的選擇及壓制的壓力大小和保壓時(shí)間的控制均對(duì)生產(chǎn)開(kāi)孔泡沫金屬具有顯著影響。為保證得到完全開(kāi)孔的泡沫金屬，不同形狀的造孔劑食鹽顆粒，選擇原料的尺寸有所不同。球形食鹽顆粒選擇的直徑為l-3mm;立方體、不規(guī)則的食鹽顆粒選擇的直徑為3-5mm。選擇不規(guī)則食鹽顆粒，均勻混粉時(shí)間延長(zhǎng)lOmin，壓制時(shí)壓力增加50-100MPa，保壓時(shí)間延長(zhǎng)Imin0
[0062]實(shí)施例1
[0063]本實(shí)施例制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備包括混粉機(jī)1、模具回形傳送裝置2、壓力裝置3、頂出裝置4、機(jī)械手裝置5、造孔劑溶解池6、鼓風(fēng)干燥箱7、保溫爐8、冷卻水池9和操作平臺(tái)10;所述操作平臺(tái)10包括上、中、下三層臺(tái)面，三層臺(tái)面呈階梯狀依次分布，以壓力裝置3的左右邊界為界將操作平臺(tái)從左至右依次分成左區(qū)、中區(qū)和右區(qū)，上層臺(tái)面設(shè)有混粉機(jī)I，且位于左區(qū)內(nèi)；所述壓力裝置3位于下層臺(tái)面的中區(qū)內(nèi)，頂出裝置4位于下層臺(tái)面的右區(qū)內(nèi)；所述模具回形傳送裝置2由模具裝料區(qū)208、壓制成形區(qū)209和頂出制件區(qū)210構(gòu)成，模具裝料區(qū)208位于混粉機(jī)I的下方，壓制成形區(qū)209位于中區(qū)，且對(duì)應(yīng)在壓力裝置的壓制板下方，頂出制件區(qū)210正對(duì)頂出裝置4，且位于右區(qū);頂出裝置4的右側(cè)設(shè)有機(jī)械手裝置5，以機(jī)械手裝置5所在位置為圓心，機(jī)械手裝置5到頂出裝置4的距離為半徑做圓，頂出裝置4、造孔劑溶解池6、鼓風(fēng)干燥箱7、保溫爐8和冷卻水池9沿逆時(shí)針?lè)较蚓鶆虿贾迷谠搱A周上，即所述造孔劑溶解池6位于頂出裝置4右下方，鼓風(fēng)干燥箱7位于造孔劑溶解池6的右上方，保溫爐8位于鼓風(fēng)干燥箱7上方，冷卻水池9位于保溫爐8的左上方。
[0064]所述混粉機(jī)I包括大轉(zhuǎn)盤(pán)101、四個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)102、混粉機(jī)控制器103、四個(gè)混粉罐104和鼓風(fēng)機(jī)105;每個(gè)混粉罐104下部連接有一個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)102，所述小轉(zhuǎn)盤(pán)102嵌入大轉(zhuǎn)盤(pán)101內(nèi)，四個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)在大轉(zhuǎn)盤(pán)101圓周上均勻分布;每個(gè)混粉罐104內(nèi)均加有磨球，上部設(shè)有由混粉罐小蓋板和混粉罐大蓋板組成的瓣合式混粉罐蓋板，底部開(kāi)有可控的混粉罐漏料孔，混粉罐漏料孔由混粉機(jī)控制器103控制開(kāi)閉;每個(gè)混粉罐大蓋板上部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)通氣孔，鼓風(fēng)機(jī)105正對(duì)鼓風(fēng)機(jī)通氣孔;所述大轉(zhuǎn)盤(pán)101設(shè)有η個(gè)大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、每個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)102中心設(shè)有小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔;對(duì)應(yīng)的混粉罐104、鼓風(fēng)機(jī)通氣孔、瓣合式混粉罐蓋板、小轉(zhuǎn)盤(pán)102、混粉罐漏料孔、小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔同軸。
[0065]所述模具回形傳送裝置2包括模具203(底部設(shè)有模具上頂件孔、模具壁上設(shè)于重量感應(yīng)器202、內(nèi)部設(shè)有頂板206)、傳送臺(tái)205、傳送裝置控制器201和振蕩器204;傳送臺(tái)205水平固定在操作臺(tái)的中層臺(tái)面上，傳送臺(tái)右側(cè)通過(guò)模具回形臺(tái)固定支架207固定，傳送裝置控制器201固定在上層臺(tái)面與中層臺(tái)面間的臺(tái)階縱向面上，傳送臺(tái)205從后至前依次設(shè)有第一模具導(dǎo)板211、第二模具導(dǎo)板212和第三模具導(dǎo)板213，在第一模具導(dǎo)板211和第二模具導(dǎo)板212及第二模具導(dǎo)板212和第三模具導(dǎo)板213之間均設(shè)有模具導(dǎo)滑槽215及槽內(nèi)滾軸216，模具裝料區(qū)208、壓制成形區(qū)209和頂出制件區(qū)210依次布置在第一模具導(dǎo)板211和第二模具導(dǎo)板212之間，在模具裝料區(qū)及頂出制件區(qū)貫穿傳送臺(tái)的橫向也設(shè)有模具導(dǎo)滑槽215及槽內(nèi)滾軸216，每個(gè)區(qū)均設(shè)置有針式觸碰開(kāi)關(guān)214，通過(guò)針式觸碰開(kāi)關(guān)214控制模具203的運(yùn)行，滾軸216的運(yùn)行由傳送裝置控制器201和相應(yīng)的針式觸碰開(kāi)關(guān)控制，模具在模具導(dǎo)滑槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)回形傳送;振蕩器204位于模具裝料區(qū)208內(nèi)，振蕩器上方設(shè)置模具203，通過(guò)傳送裝置控制器201控制振蕩器進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模具203的上下升降，振蕩時(shí)，將振蕩器204上升至高出傳送臺(tái)205臺(tái)面，結(jié)束后回落進(jìn)入傳送臺(tái)205內(nèi)部;頂出制件區(qū)210內(nèi)設(shè)有傳送臺(tái)上頂件孔。
[0066]所述造孔劑溶解池6內(nèi)設(shè)有漏筐602，漏筐602的筐壁為孔洞結(jié)構(gòu)，漏筐602掛在造孔劑溶解池6上;造孔劑溶解池6采用下進(jìn)上出水的設(shè)計(jì)，在其上部和下部分別設(shè)有出水口603和進(jìn)水口 604，底部設(shè)有超聲振蕩器601，左、右內(nèi)壁上設(shè)有溶解池加熱器605，在右側(cè)池壁的上部設(shè)有溶解池控溫儀606。
[0067]本實(shí)施例制備開(kāi)孔泡沫金屬的方法，使用上述的成套設(shè)備，制備開(kāi)孔泡沫鋁，包括以下步驟:
[0068]I)選料，選擇球形直徑為3mm的食鹽顆粒為造孔劑，選擇原料為直徑為100-200μπι的招合金粉末；
[0069]2)均勻混粉，將原料在混粉機(jī)1(選用4個(gè)型號(hào)相同的混粉罐)中以200r/min的速度研磨20min;按照食鹽顆粒與原料的質(zhì)量比為0.05稱(chēng)取食鹽顆粒，以250r/min的速度混合20min后，將速度增加到350r/min，混合20min后得到混合均勻的粉末；
[0070]3)裝料，將步驟2)混合均勻的粉末通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吹入模具203中，振蕩1min，使粉末在模具203中分布完全均勻；
[0071]4)壓制，將裝好粉末的模具203傳送至壓制成形區(qū)209，在冷壓壓力500MPa下保壓2min得到壓制件;
[0072]5)溶解造孔劑，將步驟4)的壓制件置于造孔劑溶解池6中，造孔劑溶解池6的水溫調(diào)至30°C，超聲振蕩Ih至造孔劑完全溶解，取出壓制件靜置5min;
[0073]6)干燥壓制件，將步驟5)所得的壓制件放入鼓風(fēng)干燥箱7中干燥20min后取出；
[0074]7)燒結(jié)壓制件，將干燥后的壓制件放進(jìn)保溫爐8中，以5°C/min的升溫速度升溫至500°(:，保溫0.511;
[0075]8)冷卻，將燒結(jié)后的壓制件放到25 0C的冷卻水池9中冷卻1min，取出放進(jìn)鼓風(fēng)干燥箱7中烘干，即得到開(kāi)孔泡沫鋁。
[0076]實(shí)施例2
[0077]本實(shí)施例采用實(shí)施例1的成套設(shè)備，本實(shí)施例制備開(kāi)孔泡沫鎂，具體方法是:
[0078]I)選擇立方體形、直徑為4mm的食鹽顆粒為造孔劑、原料選擇直徑為300μηι的鎂合金粉末。
[0079]2)均勻混粉，將原料在混粉機(jī)1(選用4個(gè)型號(hào)相同的混粉罐)中以150r/min的速度研磨30min;按照食鹽顆粒與鎂粉的質(zhì)量比為0.10稱(chēng)取食鹽顆粒，以300r/min的速度混合40min后，將速度增加到450r/min，混合30min后得到混合均勻的粉末；
[0080]3)裝料，將步驟2)混合均勻的粉末通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吹入模具203中，振蕩20min使粉末在模具203中分布完全均勻；
[0081]4)壓制，將裝好粉末的模具203傳送至壓制成形區(qū)209，熱壓壓力400MPa下保壓3min，得到壓制件。
[0082]5)溶解造孔劑，將步驟4)的壓制件置于造孔劑溶解池6中，造孔劑溶解池6的水溫調(diào)至50°C，超聲振蕩2h至造孔劑完全溶解，取出壓制件靜置5min;
[0083]6)干燥壓制件，將步驟5)所得的壓制件放入鼓風(fēng)干燥箱7中干燥30min后取出；
[0084]7)燒結(jié)壓制件，先向保溫爐內(nèi)通入保護(hù)氣體15min，再將干燥后的壓制件放進(jìn)保溫爐8中，以10°C/min的升溫速度升溫至550°C，保溫Ih;
[0085]8)冷卻，采用隨爐冷卻，繼續(xù)向保溫爐8中通入保護(hù)氣至壓制件冷卻，即得到開(kāi)孔泡沫鎂。
[0086]實(shí)施例1和2分別得到質(zhì)輕、孔隙均勻、孔徑大小和形狀可控、綜合性能良好的異形開(kāi)孔泡沫鋁和開(kāi)孔泡沫鎂。通過(guò)以上2個(gè)實(shí)施例證實(shí)了，該成套設(shè)備克服了現(xiàn)有技術(shù)中影響開(kāi)孔泡沫金屬質(zhì)量的因素多且協(xié)調(diào)控制差、工藝流程復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生有毒物質(zhì)影響人體健康、污染環(huán)境、堿洗造孔劑導(dǎo)致孔壁嚴(yán)重腐蝕、各種設(shè)備之間沒(méi)有連續(xù)性、工藝操作分散、生產(chǎn)過(guò)程不連續(xù)、生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。本申請(qǐng)成套設(shè)備實(shí)現(xiàn)了立體化、機(jī)械化和連續(xù)化的生產(chǎn)，而且節(jié)能高效、操作簡(jiǎn)單、協(xié)調(diào)性好、安全性高、布局緊湊、占地面積小。該方法制得的開(kāi)孔泡沫金屬孔隙均勻、孔徑大小和形狀可控，性能良好，能夠得到大尺寸的開(kāi)孔泡沫金屬。
[0087]本發(fā)明中所述的“前”、“后”、“左”、“右”等方位詞語(yǔ)是一個(gè)相對(duì)概念，以混粉機(jī)I所在方向?yàn)樽?，以頂出裝置所在方向?yàn)橛遥缘谝荒＞邔?dǎo)板211所在方向?yàn)楹?，以第三模具?dǎo)板213所在方向?yàn)榍啊?br>[0088]本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備，其特征在于該成套設(shè)備包括混粉機(jī)、模具回形傳送裝置、壓力裝置、頂出裝置、機(jī)械手裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐、冷卻水池和操作平臺(tái)；所述操作平臺(tái)包括上、中、下三層臺(tái)面，三層臺(tái)面呈階梯狀依次分布，以壓力裝置的左右邊界為界將操作平臺(tái)從左至右依次分成左區(qū)、中區(qū)和右區(qū)，上層臺(tái)面設(shè)有混粉機(jī)，且位于左區(qū)內(nèi)；所述壓力裝置位于下層臺(tái)面的中區(qū)內(nèi)，頂出裝置位于下層臺(tái)面的右區(qū)內(nèi)；所述模具回形傳送裝置由模具裝料區(qū)、壓制成形區(qū)和頂出制件區(qū)構(gòu)成，模具裝料區(qū)位于混粉機(jī)的下方，壓制成形區(qū)位于中區(qū)，且對(duì)應(yīng)在壓力裝置的壓制板下方，頂出制件區(qū)正對(duì)頂出裝置，且位于右區(qū)；頂出裝置的右側(cè)設(shè)有機(jī)械手裝置，以機(jī)械手裝置所在位置為圓心，機(jī)械手裝置到頂出裝置的距離為半徑做圓，頂出裝置、造孔劑溶解池、鼓風(fēng)干燥箱、保溫爐和冷卻水池沿逆時(shí)針?lè)较蚓鶆虿贾迷谠搱A周上； 所述混粉機(jī)包括大轉(zhuǎn)盤(pán)、η個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)、混粉機(jī)控制器、η個(gè)混粉罐和鼓風(fēng)機(jī);每個(gè)混粉罐下部連接有一個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)，所述小轉(zhuǎn)盤(pán)嵌入大轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)，η個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)在大轉(zhuǎn)盤(pán)圓周上均勻分布；每個(gè)混粉罐內(nèi)均加有磨球，上部設(shè)有由混粉罐小蓋板和混粉罐大蓋板組成的瓣合式混粉罐蓋板，底部開(kāi)有可控的混粉罐漏料孔，混粉罐漏料孔由混粉機(jī)控制器控制開(kāi)閉;每個(gè)混粉罐大蓋板上部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)通氣孔，鼓風(fēng)機(jī)正對(duì)鼓風(fēng)機(jī)通氣孔;所述大轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)有η個(gè)大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、每個(gè)小轉(zhuǎn)盤(pán)中心設(shè)有小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔;對(duì)應(yīng)的混粉罐、鼓風(fēng)機(jī)通氣孔、瓣合式混粉罐蓋板、小轉(zhuǎn)盤(pán)、混粉罐漏料孔、小轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔、大轉(zhuǎn)盤(pán)漏料孔同軸； 所述模具回形傳送裝置包括模具、傳送臺(tái)、傳送裝置控制器和振蕩器;傳送臺(tái)水平固定在操作臺(tái)的中層臺(tái)面上，傳送臺(tái)右側(cè)通過(guò)模具回形臺(tái)固定支架固定，傳送裝置控制器固定在上層臺(tái)面與中層臺(tái)面間的臺(tái)階縱向面上，傳送臺(tái)從后至前依次設(shè)有第一模具導(dǎo)板、第二模具導(dǎo)板和第三模具導(dǎo)板，在第一模具導(dǎo)板和第二模具導(dǎo)板及第二模具導(dǎo)板和第三模具導(dǎo)板之間均設(shè)有模具導(dǎo)滑槽及槽內(nèi)滾軸，模具裝料區(qū)、壓制成形區(qū)和頂出制件區(qū)依次布置在第一模具導(dǎo)板和第二模具導(dǎo)板之間，在模具裝料區(qū)及頂出制件區(qū)貫穿傳送臺(tái)的橫向也設(shè)有模具導(dǎo)滑槽及槽內(nèi)滾軸，每個(gè)區(qū)均設(shè)置有針式觸碰開(kāi)關(guān)，通過(guò)針式觸碰開(kāi)關(guān)控制模具的運(yùn)行，滾軸的運(yùn)行由傳送裝置控制器和相應(yīng)的針式觸碰開(kāi)關(guān)控制;振蕩器位于模具裝料區(qū)內(nèi)，振蕩器上方設(shè)置模具，通過(guò)傳送裝置控制器控制振蕩器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模具的上下升降。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備，其特征在于所述造孔劑溶解池內(nèi)設(shè)有漏筐，漏筐的筐壁為孔洞結(jié)構(gòu)，漏筐掛在造孔劑溶解池上;造孔劑溶解池的上部和下部分別設(shè)有出水口和進(jìn)水口，底部設(shè)有超聲振蕩器，左、右內(nèi)壁上設(shè)有溶解池加熱器，在右側(cè)池壁的上部設(shè)有溶解池控溫儀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備開(kāi)孔泡沫金屬的成套設(shè)備，其特征在于所述保溫爐上的爐蓋為瓣合式爐蓋，爐蓋上設(shè)有保護(hù)氣通孔。4.一種制備開(kāi)孔泡沫金屬的方法，使用權(quán)利要求1-3任一所述的成套設(shè)備，包括以下步驟: 1)選料，選擇球形、立方體形或不規(guī)則形，且直徑為l_5mm的食鹽顆粒為造孔劑，選擇原料為直徑為100-300μπι的純鋁、鋁合金、純鎂或鎂合金粉末； 2)均勻混粉，將原料在混粉機(jī)中以150-200r/min的速度研磨20-30min;按照食鹽顆粒與原料的質(zhì)量比為0.05-0.10稱(chēng)取食鹽顆粒，以250-300r/min的速度混合20-40min后，將速度增加到350-450r/min，混合20-30min后得到混合均勻的粉末； 3)裝料，將步驟2)混合均勻的粉末通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吹入模具中，振蕩，使粉末在模具中分布完全均勻； 4)壓制，將裝好粉末的模具傳送至壓制成形區(qū)，在冷壓壓力500-600MPa下保壓2-4min得到壓制件;或熱壓壓力300-400MPa下保壓l-3min得到壓制件； 5)溶解造孔劑，將步驟4)的壓制件置于造孔劑溶解池中，造孔劑溶解池的水溫調(diào)至30-50 V，超聲振蕩至造孔劑完全溶解，取出壓制件靜置； 6)干燥壓制件，將步驟5)所得的壓制件放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥后取出； 7)燒結(jié)壓制件，將干燥后的壓制件放進(jìn)保溫爐中，以5-10°C/min的升溫速度升溫至500-5500C，保溫0.5-lh;若步驟I)中的原料選擇為純鎂或鎂合金粉末，需先向保溫爐內(nèi)通入保護(hù)氣體10_20min，再升溫； 8)冷卻，將燒結(jié)后的壓制件放到冷卻水池中冷卻，冷卻后放進(jìn)鼓風(fēng)干燥箱中烘干，即得到開(kāi)孔泡沫金屬。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備開(kāi)孔泡沫金屬的方法，其特征在于所述步驟8)可以采用隨爐冷卻的方式冷卻得到開(kāi)孔泡沫金屬，若為開(kāi)孔泡沫鎂，隨爐冷卻時(shí)應(yīng)在保護(hù)氣下進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】B22F3/11GK105838912SQ201610278739
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】夏興川, 姜慶, 王晶, 趙維民, 丁儉, 邱傳榮
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)