CN1080765C - 可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法 - Google Patents
可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1080765C CN1080765C CN99107292A CN99107292A CN1080765C CN 1080765 C CN1080765 C CN 1080765C CN 99107292 A CN99107292 A CN 99107292A CN 99107292 A CN99107292 A CN 99107292A CN 1080765 C CN1080765 C CN 1080765C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal material
- blanks
- shape
- pore
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000007769 metal material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 5
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N aluminum;silicic acid;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Inorganic materials [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011507 gypsum plaster Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010443 kyanite Substances 0.000 description 1
- 229910052850 kyanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010114 lost-foam casting Methods 0.000 description 1
- -1 mufflers Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910000753 refractory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
一种可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料造制方法，包括对胚料施以沾料、积层、烘干、真空沾浆、干燥、沉浸、烧结、预热、真空铸造等步骤。将这些有机胚料外围沾附一层有机介质，再利用积层方式将胜料粘聚后烘干，使胚料间相结合而成一具有多数胚料的聚合外型与其间分布有多数缝隙形态的定型雏件；来促使该海绵状金属材料的内部孔洞可呈相互连通形态，有效提高强化海绵状金属材料在防火、隔音、隔热或防磁波干扰等单一或复合的特性时的效能。
Description
本发明涉及金属材料制造方法，尤指一种可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，特别是针对中国专利申请号98103046.7母案的制作方法提出延伸实施的发明。
近年来由于多孔质的金属材料具有改善材料的比重、抗压强度、韧性等问题，同时又能具备防火、隔音、隔热、防磁波干扰等单一或复合特性，因此对于该项多孔质金属材料的开发技术，已逐渐受到国内外各界的注意；而对于目前所开发的多孔质金属，依其孔洞的是否连通可分为发泡性金属及通气性金属二类。
其中，该发泡金属的气孔是为个别独立且无互通性，通常是应用于轻量构造材料(噪音吸收体、防震材料、冲击缓冲材料、断热构造材料)，而在制作方法上，大致可分为发泡剂发泡法、溶解度差法、溅镀法、金属镀著法等；而另一通气性金属，其孔洞是为彼此相连通，而该通气性金属是可应用于制作过滤器、催化剂、消音器、热交换器电池的电极材料、液体分离器、液体流量调节器、将水纯化的氧气处理器、自我润滑性轴承、LSI的放热板防震材料、船只/飞机/太空船体内的壁板、合板的充填材料等，而其制作方法上，是可分为粉末冶金法、消失模铸造法、金属纤维烧结法、发泡剂发泡法等几种。
然而，在上述已知的通气性金属制作技术中，不但必须使用极高成本的连续铸造发泡设备，且这些制造方法亦存在有许多问题点，例如：对于形成气泡孔部的大小、形状体积、气孔位置、强度及密度等，皆无法以上述已知技术来获得有效的控制，因此就算能够制出该项通气性金属，而其所预达成的防火性、隔音性、隔热性以及防磁波等效力也将受到局限；针对此一无法突破的技术困扰，本发明人乃利用其所发明的可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，亦即中国专利申请98103046.7号所揭示的发明技术予以延伸实施，以期达到制出可使孔洞呈相连通的海绵状金属材料并取得可控制相同孔洞间组织密度与形状的技术；于是，
本发明的目的是在于：提供一种可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，使可控制海绵状金属材料的独立孔形、孔径组织的前提下，进一步实施制成可将这些独立孔部组织加以互相连通成相通孔部的形态，藉以提高强化海绵状金属材料在防火、隔音、隔热或防磁波干扰等单一或复合的特性时的效能。
为达到上述目的，本发明是必须对胚料施以沾料、积层、烘干、真空沾浆、干燥、沉浸、烧结、预热、真空铸造等步骤，而对于制程中所需的海绵状多孔组织中孔部的大小、形状，以及所需制成的金属材料属性，配合进行选用胚料、选用金属熔液、选配耐火泥浆等制程，是与原案中相同，亦即：
在选用胚料时，是以选用属于有机物的可碳化烧失的天然材料(较无环保问题)作为胚料使用为原则，这些胚料的形状及体积大小，即是决定制成海绵组织后内部各中空孔部的形状及体积大小；因此海绵组织中多孔分布的组织排列形态及其连通性，是配合积层步骤的聚合方式来达成。
而在积层步骤中，为能控制海绵组织中多孔分布的组织排列及其可呈相互连通的形态，在进行积层时，可选用相同大小的胚料，先行沾上一层有机介质，并使该有机介质层相互粘接，经烘干后使胚料粘聚形成具有多个缝隙的定型雏件，以利进行后续沾浆制程。
而在沾浆步骤中的选用金属熔液与选配耐火泥浆用料方面，是依所需制成海绵状金属材料是属高熔点合金或低熔点合金而选配合适的耐火泥浆，并利用真空沾浆设备，将耐火泥浆沾附于定型雏件的外表并烘干，以利经由后续的烧结制程将耐火泥层内的胚料等有机物烧失碳化，使耐火泥层能取得先前胚料间所构成的相通孔形与孔径的聚合组织密度，并形成陶瓷壳体，再经真空铸造制程，而使所选用的金属熔液能被铸入并包覆于陶瓷壳体的缝隙内，以取得所需相连通的孔形与孔径组织的海绵状金属材料。
利用本制造方法可提高海绵状金属材料的物理机械特性及材质，达到控制成型后相通孔部组织的大小、形状暨质密度。
为能更加详述本发明，兹配合附图流程所列举的较佳实施例，详加说明如下：
附图说明：
图1：是本发明所揭示的制造流程图；
图2：是本发明例举选用相同颗粒形状与粒径的圆形胚料的示意图；
图3：是本发明利用有机介质将胚料粘聚包覆并积层形成一定型雏件的剖示图；
图4：是本发明在定型雏件的有机介质层外围再行沾覆一层耐火泥浆的剖示图；
图5：是本发明将胚料及有机介质层烧失后形成一孔洞相连通的陶瓷壳体的示意图；
图6：是本发明将该孔洞相连通的壳体置于真空压铸设备中进行真空铸造金属材料的示意图。
请参阅图1所示，本发明所提供可控制孔形、孔径组织的一种海绵状金属材料制造方法，主要是将有机胚料2施予沾料3、积层4、烘干5、真空沾浆8、干燥9、烧结10、预热11、真空铸造12、成品13等步骤，以达到制造出孔洞相连通的海绵状金属材料成品；而在进行上述动作之前，必须决定所预使用胚料2的形状与大小；其中：
在选用胚料2时，是以选用有机物作胚料2使用为原则，例如选用热塑性塑胶粒、硬蜡，或为有机类的植物种子或淀粉制粒等作为有机胚粒2使用，而这些有机胚料2的形状，是以选用或制成圆形的相同形状与粒径为较佳(以下便以圆形胚料为范例，如图2所示)，以便进行堆叠的积层4作业时，可形成所需组织密度的海绵状组织雏型，并利用堆叠后胚料2间形成的缝隙24，作为金属熔液6流通时的流道(配合图3所示)。
而在选定胚料2后，必须进行沾料3作业，即将胚料2表面沾附一层有机介质30(如图1及图3所示)，该层有机介质30是以选用具粘性、可风干者(如有机胶质、有机蜡)较佳，使胚料2间具有胶结的能力，进而将这些胚料2置入一模框内，利用积层4的方式促使胚料2相互粘接，待聚合后再将其烘干5，形成一具多数胚料2聚合外型与其间分布有多数缝隙24的定型雏件28(如图3所示)。
如图4所示，而在成型出所需的定型雏件28后，是必须再对该定型雏件28施以沾覆耐火泥浆7的真空沾浆8制程，而对于选用金属熔液6及选配耐火泥浆7过程中，又可分成使用高熔点合金61类型的金属熔液6时必须选用的A种耐火泥浆71，或为使用低熔点合金62类型的金属熔液6时必须选用的B种耐火泥浆72(如表一所示)；无论是A种耐火泥浆71或B种耐火泥浆72，皆须具备以下条件：
1、耐金属熔液的急热冲刷。
2、较小的热膨胀性，以确保耐火层的厚度尺寸的稳定性。
3、良好的高温强度。
4、在高温状态下不能产生分解作用或结晶变态。
5、要和金属熔液间具有良好的接融性。
基于上述要件，可选用下列表一中的耐火泥料成份及耐温特性：
表一：是本发明揭示多种耐火泥浆成份的粉末配比及耐温特性比较表。
| 成份 | Al2O3 | ZrO2 | SiO2 | Na2O | Fe2O3 | TiO2 | CaO | MgO | 熔点(℃) |
| 石英 | 0.11 | -- | 99.8 | -- | 0.033 | 0.022 | Tr | Tr | 1700 |
| 熔融石英 | 0.05 | -- | 99.9 | -- | 0.02 | 0.015 | 0.01 | 0.005 | (同上) |
| 熔融氧化铝 | 99.5 | -- | 0.3 | 0.35 | 0.03 | 0.015 | 0.05 | 0.005 | 2050 |
| 氧化铝(结晶) | 99.0 | -- | 0.1 | 0.02 | 0.4 | -- | 0.07 | -- | (同上) |
| 锆砂(A) | 65.0 | 34.0 | -- | 0.1 | 0.25 | -- | -- | 2300 | |
| 锆砂(B) | 0.79 | Min66.32 | Max32.23 | -- | Max0.04 | Max0.2 | -- | -- | (同上) |
续表一
| 氧化锆(稳定化) | 0.39 | 94.6 | 0.35 | -- | 0.19 | 0.21 | 3.52 | 0.46 | 2690 |
| 钙铝氧化物 | 79.0 | -- | 0.1 | 0.5 | 0.3 | -- | 18.0 | 0.4 | 1700 |
| 烧成粘土 | 41.6 | -- | 52.8 | 1.2 | 1.5 | 2.5 | 0.3 | 0.4 | -- |
| Flint粒子 | 47.5 | -- | 47.7 | 0.9(totalAlkali) | 1.1 | 2.5 | 0.2 | 0.2 | -- |
| Mullite熔融 | 76.2 | -- | 23.0 | 0.44 | 0.13 | 0.11 | 0.05 | 0.05 | 1810分解 |
| Mullite | 73.5 | -- | 22.4 | -- | 0.9 | 3.2 | -- | -- | (同上) |
| Kyanite | 57～60 | -- | 37～41 | -- | 0.08～0.4 | 1.2 | 0.3 | 0.3 | 1550共融 |
| 马来砂(Molochite) | 42～43 | -- | 54～55 | Na2O1K2O15～20 | 0.75 | 0.08 | 0.1 | 0.1 | -- |
当然，为能使表一中各类耐火粉末成份皆能相聚合成泥浆7，使用粘结剂73是有其绝对必要性的，如使用水玻璃(Sodium Silicate，Na2SiO3)、硅酸乙酯(Ethyl Silicate)或硅胶液(Colloidal Silicate，SiO2)等，这些粘结剂73皆是利用其成份内的硅胶(Silica Gel)来作粘结工作；原则上本追加发明所使用的粘结剂73，较趋向采用容易取得且手续简便的硅胶液，因为硅胶液在精密铸造上已使用多年，且可轻易购买取得，同时硅胶液的化学特性非常稳定，除非储存在低于冰点以下的环境中才会破坏其特性，此外只要将其脱水干燥后，即不会再吸收水份恢复原性质，因此，硅胶液在储存与使用中极具稳定性，是本发明选用硅胶液作为粘结剂73的主要原因。
更明确的是，在本发明中以高熔点合金61作为金属熔液6时，其A种耐火泥浆71的组成种类，是可由下列的表二中选用取得：
表二：A种耐泥浆的组成种类性状表。
换言之，在本发明中以低熔点合金62作为金属熔液6时，其B种耐火泥浆72的组成，是以选用石膏质的耐火材料即可，即以石膏本身具有二分子结晶水(CaSO4·2H2O)，如作耐火材料用时，视工作时间及凝固时间的需要，将石膏中的水份除去一部份，剩余水份在1～11/2分子之间[CaSO4·(1～11/2)H2O]成为熟石膏，使用时加水调制即可，且通常在市面上即可购得使用。
依使用金属熔液6的种类特性而选用合适的耐火泥浆7后，属高熔点合金61所选用的A种耐火泥浆71，皆必须进行泥浆的调制作业如下：
a.用螺旋桨在搅拌桶内以1725rpm的高速转动下，将A种耐火泥浆71与粘结剂73调配至均匀，然后置入搅拌桶内搅拌混合，以利后续供给真空沾浆8作业使用。其间必须注意当泥浆一经调制完成时，在真空沾浆8前要保持搅拌桶内慢速的运转，使粘结剂73与A种耐火泥浆71间经常保持在最均匀混合的情况下为最佳。
b.泥浆的粘度控制：一般是使用詹氏杯(Zahn Cup)4#及5#二种，如使用詹氏杯5#进行调制时，是在9～30秒间所取得的粘度较为适宜(配合参见表二所示)。
c.添加湿润剂74(Wetting Agent)：湿润剂74为属一种界面活性剂，在A种耐火泥浆71中加入湿润剂74的主要目的，为使耐火泥浆较容易粘着在有机介质30(如：热塑性塑胶、硬蜡、有机淀粉)上。一般若是以选用硅酸乙酯当粘结剂73使用时，因其湿润性较好，故无需添加湿润剂74。
d.添加消泡剂75(Antifoam)：为使泥浆中含有的气泡消失，而添加辛醇(n-Octyl alcohol)，此剂不会对泥浆起胶化作用，故具使用稳定性。
e.添加聚酯酸乙烯76(Polyvinyl Acetate)：用来提升A种耐火泥浆71的湿态强度；且当选用硬蜡作为有机介质30进行真空沾浆8时，聚酯酸乙烯76能防止脱蜡现象；并且在后续的烧结11制程中，具有去除有机物的效能。
当调制好上述合适的耐火泥浆7后，必须利用真空沾浆8的设备，将定型雏件28置入设备中，并将设备内抽离气体，形成真空状态后，再注入耐火泥浆7，以利耐火泥浆7能充份穿透载入定型雏件28的缝隙24内；随后再取出完成真空沾浆8作业的定型雏件28，并以130℃±20℃的温度进行干燥9作业，促使该定型雏件28外围的耐火泥浆7可形成硬化状态的耐火层70。
在完成上述该等步骤后，便必须将该定型雏件28利用烧结11方式，以800℃～1800℃的高温将耐火层70内的胚料2及有机介质30碳化烧失；此时该耐火层70是经烧结后而形成具有强度的陶瓷壳体29，且陶瓷壳体29内便形成具有相连通的孔部25与颈部26的分布形态，同时壳体29的孔部25及颈部26外围，仍分布具有各缝隙24(如图5所示)。
随后，利用具恒温加热能力的真空铸造13设备，来实施先行预热12以及灌铸金属熔液6的运作(配合图6所示)；其中，对于在在进行灌铸金属熔液6前，利用具恒温加热真空铸造设备中的模穴131，进而预热12该置于模穴131内海绵组织状的定型的陶瓷壳体29，是极为必要的程序，因为先行预热12后，可使以壳体29的缝隙24(配合图3所示)作为流道使用的金属熔液6，较容易的流窜并铸型填载于缝隙24内，尤其是以低熔点合金62作为金属熔液6时的流动性，更是必须藉助先前预热12该壳体29的动作来促进其真空铸造的顺利进行，因此乃具有绝对性的帮助。
再者，在真空铸造13制程中(如图6所示)，即是将模穴131内包含已置妥的待陶瓷铸壳体29一同抽离气体形成真空状，以利注入金属熔液时，能提升熔液在壳体29内的各缝隙24中的流通性，并予说明。
经由上述步骤压铸成型后的海绵状金属材料成品14，其双侧壁面是为凝固后的金属熔液6所包覆并整平，且该固化后的金属熔液6并填满该缝隙24，使其内部形成的相通孔部25及颈部26均被固化后的金属溶液6所包覆的海绵状金属材料成品14组织形态。当将该成品14用作隔音墙使用时，成品14的双侧壁面是可经过抛磨加工，使相通的孔部25及颈部26显露出来，较能提升其吸音效果。当然在某些着重防火或隔热效力的使用场合中，该成品14的双侧壁面并不须磨抛加工处理，即可达到隔热的使用效果。且知无论成品14的双侧壁面有无进行磨抛加工处理，其仍然保有原来所具备的各种抗压性、韧性、防火性、隔音性、隔热性以及防磁波干扰等单一或复合特性外，且由于内部孔洞的相连通性，将使得该海绵状金属材料在隔绝音波的能力上能更加的显著。
综上所述，本发明所提供的可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，利用将胚料粘聚成一定型雏件，来促使该海绵状金属材料的内部孔洞可呈相互连通的成型技术手段，有效提升了海绵状金属材料的实用性及利用性，因此理应备具高技术的利用价值，于是依法提出追加发明的申请。
Claims (5)
1、一种可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，是一种必须先进行选用胚料、选用金属熔液及选配耐火泥浆后，进行沾料、积层、烘干，以制成所需的定型雏件，再经真空沾浆、干燥、烧结、预热及真空铸造步骤，以获得可控制孔形、孔径组织且具孔洞相通的海绵状金属材料；其中：
该胚料是依所需成型的孔部大小与形状的组织形态，而选用合适形体及数量配比的有机物组成；
该耐火泥浆是依所需制成的金属材料为属高熔点合金或低熔点合金的之别而分别调配制成；
其特征是包括：
将这些有机胚料外围沾附一层有机介质，再利用积层方式将胚料粘聚后烘干，使胚料间相结合而成一具有多数胚料的聚合外型与其间分布有多数缝隙形态的定型雏件；
将该定型雏件依所需制成的金属材料为属高熔点合金或低熔点合金之别，而选用合适的耐火泥浆进行真空沾浆，并施予干燥，促使耐火泥浆能包覆于定型雏件的外围及其缝隙表层，并硬化形成耐火层；
将该包覆具有机介质沾料及耐火层的定型雏件，利用在800℃-1800℃高温烧结方式将内载的胚料与有机介质层全部碳化烧失，取得所需相连通的孔部与颈部分布密度的定型陶瓷壳体；
利用真空铸造设备来预热该定型的壳体，再对该壳体进行真空压铸金属熔液运作，进而制成具孔洞相连通的多孔组织状的海绵状金属材料成品。
2、根据权利要求1所述的可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，其特征在于：该胚料是以选用相同圆形粒径者为较佳。
3、根据权利要求1所述的可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，其特征在于：该有机介质是以选用有机胶质或有机蜡类具粘结性、易烘干、可烧失者较佳。
4、根据权利要求1所述的可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，其特征在于：该壳体的孔部及颈部外围是分布具有缝隙。
5、根据权利要求1所述的可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法，其特征在于：利用真空铸造制程，使金属熔液能填载于壳体的缝隙中，并包覆壳体的孔部及颈部，以制成具洞孔相连通的多孔组织状的海绵状金属材料成品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN99107292A CN1080765C (zh) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN99107292A CN1080765C (zh) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1274016A CN1274016A (zh) | 2000-11-22 |
| CN1080765C true CN1080765C (zh) | 2002-03-13 |
Family
ID=5272699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN99107292A Expired - Fee Related CN1080765C (zh) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1080765C (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006021127A1 (fr) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Yang Cao | Procede de production de produit insonorise et sa production |
| CN107377877A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-11-24 | 盐城市诚益通机械制造有限责任公司 | 一种两通阀体模壳沾浆制造工艺 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1057800A (zh) * | 1991-07-08 | 1992-01-15 | 孔凯旋 | 海绵铁散热体及其制造方法 |
-
1999
- 1999-05-14 CN CN99107292A patent/CN1080765C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1057800A (zh) * | 1991-07-08 | 1992-01-15 | 孔凯旋 | 海绵铁散热体及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1274016A (zh) | 2000-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107200597B (zh) | 一种高孔隙率复杂多孔陶瓷的直接凝固注模成型制备方法 | |
| CN103071764B (zh) | 用于钛及钛合金精密铸造的CaZrO3型壳的制备方法 | |
| CN106238670B (zh) | 铸造用涂料及其制备方法及应用 | |
| CN102990006A (zh) | 一种用于钛及钛合金精密铸造的型壳及其制备方法 | |
| CN103231016A (zh) | 一种镁合金铸件的铸造方法 | |
| JPH02502374A (ja) | 多孔性セラミック形材、その製造用組成物、及びその製造方法 | |
| CN101012518A (zh) | 一种含有微小封闭孔的铝基多孔复合材料的制备方法 | |
| CN111992694B (zh) | 一种可构造SiCp/Al铝基复合材料及其制备方法 | |
| CN113996759B (zh) | 一种采用型壳抑制界面反应的铝锂合金铸件及其铸造方法 | |
| WO2022008883A1 (en) | 3d ceramic printing using an inorganic binder | |
| CN111393181A (zh) | 基于直接凝固注模成型的全闭孔多孔莫来石陶瓷制备方法 | |
| CN109252062B (zh) | 一种基于p曲面空间结构的泡沫镍的制备方法 | |
| CN117902895A (zh) | 一种耐烧蚀防隔热一体化硼改性磷酸盐材料及其制备方法 | |
| CN1080765C (zh) | 可控制孔形、孔径组织的海绵状金属材料制造方法 | |
| US3752679A (en) | Refractory laminate based on negative sols or silicates and polymeric lattices containing cationic surfactants | |
| US6162310A (en) | Method for producing porous sponge like metal of which the shapes and sizes of pores are controllable | |
| US6358345B1 (en) | Method for producing porous sponge like metal of which density of pores is controllable | |
| CN112893809B (zh) | 一种金属陶瓷耐磨部件及其制备方法 | |
| CN1067728C (zh) | 可控制孔形、孔径组织的海棉状金属材料制法 | |
| CN113996756B (zh) | 一种基于石墨砂铸型的铝锂合金制备方法及产品 | |
| JPH01167282A (ja) | セラミツクス多孔体 | |
| CN113976828A (zh) | 消失模采用高温陶瓷化涂料气化空壳无碳精密铸造方法 | |
| CN113996748B (zh) | 用于消失模壳型铸造铝锂合金的型壳面层、型壳制备方法 | |
| CN114985673B (zh) | 适用于砂型铸造铝锂合金的硅酸锂作为粘结剂的铸造涂料 | |
| CN112703072A (zh) | 用于铸模的铸芯及用于制造铸芯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |