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专利号: 2020108985543
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法,其特征在于,所述制作方法的具体实施步骤如下:

S1、制备用于制作开孔泡沫金属填充复合材料的开孔泡沫金属复合体坯料,所述开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙率和孔径尺寸需根据所需泡沫金属填充复合材料来确定,同时开孔泡沫金属复合体坯料的孔隙根据选取材料的不同种类,选取不同的方法来填满对应的孔隙,所述泡沫金属填充复合材料根据金属壁结构的不同,分为泡沫金属填充管和开孔泡沫金属夹芯板;

S2、将步骤S1选取好的开孔泡沫金属复合体坯料在线切割机上进行线切割,根据所需泡沫金属填充复合材料的尺寸要求,得到所需形状和尺寸的开孔泡沫金属复合体型芯,根据开孔泡沫金属复合体坯料的不同,分为未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯和开孔泡沫金属-金属复合体型芯;

S3、在步骤S2得到的开孔泡沫金属复合体型芯的表面,制作泡沫金属填充复合材料的金属壁,并同步完成金属壁和开孔泡沫金属冶金结合的制作;将所述开孔泡沫金属复合体型芯放置于铸模型腔中,且所述开孔泡沫金属复合体型芯外表面距离铸模型腔内壁的距离大于所需金属壁的厚度,所述铸模设有加快开孔泡沫金属填充复合材料坯料冷却的水冷装置;对所述开孔泡沫金属复合体型芯和模具整体进行预热,控制预热温度低于开孔泡沫金属复合体型芯的开孔泡沫金属或复合体金属的熔点50℃~100℃,同时开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔点要高于开孔泡沫金属复合体型芯中的开孔泡沫金属的熔点,高于的熔点值为100℃~200℃,并进行保温处理;浇注所述开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需金属材料的熔融金属液,金属液随室温缓慢冷却后,拆除和开孔泡沫金属复合体型芯连接的铸模型腔;

S4、通过步骤S3得到开孔泡沫金属填充复合坯料,对所述开孔泡沫金属填充复合坯料进行刨削、车削和线切割等粗加工,使得加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的各部分尺寸略大于所需泡沫金属填充复合材料的尺寸,且端面完整露出开孔泡沫金属复合体型芯;

S5、将粗加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的开孔泡沫金属孔隙中的复合物进行熔除操作;

S6、对步骤S5得到熔除后的开孔泡沫金属填充复合坯料进行铣削和磨削等精加工,使得精加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料的形状和各部分尺寸为所需开孔泡沫金属填充复合材料的尺寸,从而得到开孔泡沫金属填充复合材料。

2.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法,其特征在于,所述泡沫金属填充管是在金属管内全部或者部分填充材料开孔泡沫金属,或者在金属管-开孔泡沫金属-金属管的三明治式填充材料开孔泡沫金属,金属管的开孔泡沫金属复合体型芯可以是圆形、方形或者其他不规则形状;所述开孔泡沫金属夹芯板是在两块所述面板之间填充材料开孔泡沫金属。

3.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法,其特征在于,在步骤S1中,所述开孔泡沫金属复合体坯料分为两类,第一类为未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料,首先通过孔隙率和孔隙尺寸选取耐高温,易水溶的盐颗粒,将其布置到金属型腔中并压实,然后浇注泡沫金属填充复合材料的所需填充材料的熔融金属液进行渗流铸造,冷却后不进行盐脱溶处理,最后得到未盐脱溶处理开孔泡沫金属坯料;第二类为开孔泡沫金属-金属复合体坯料,首先选取所需孔隙率和孔隙尺寸的开孔泡沫金属坯料,然后浇注熔融复合体金属的金属液,加压使得熔融复合体金属的金属液填满开孔泡沫金属坯料的孔隙,最后冷却后得到开孔泡沫金属-金属复合体坯料。

4.根据权利要求1或者3所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法,其特征在于,步骤S1中的第二类开孔泡沫金属-金属复合体坯料中,开孔泡沫金属与复合体金属属于不同金属,且开孔泡沫金属的熔点高于复合体金属的熔点。

5.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法,其特征在于,步骤S3中的第二种制作方案的具体步骤为:将所述开孔泡沫金属复合体型芯进行预热;然后通过可以实现夹取和移动的机械手夹取所述开孔泡沫金属复合体型芯将所述的开孔泡沫金属复合体型芯完全浸没到装有所述开孔泡沫金属填充复合材料的金属壁所需的金属材料的熔融金属液的凝固器中;完全浸没后立即取出并随室温进行冷却。

6.根据权利要求1所述的开孔泡沫金属填充复合材料的制作方法,其特征在于,步骤S5中,去除复合物方法有两种,第一种去除复合物方法为:对于未盐脱溶处理开孔泡沫金属型芯,将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料浸泡在水溶液中,至加工后的开孔泡沫金属型芯的开孔泡沫铜孔隙中盐颗粒完全溶出,对浸泡处理后的全部填充的泡沫铜填充管坯料进行烘干处理;以及第二种去除复合物方法为:对于开孔泡沫金属-金属复合体型芯,将加工后的开孔泡沫金属填充复合坯料加热到开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属的熔点以上100℃~200℃,将开孔泡沫金属-金属复合体型芯中复合体金属熔除。