一种通孔泡沫铜的制备方法

摘要

本发明是利用不同金属的熔点差，采用较低熔点的铝金属球烧结体为前驱体、较高熔点的铜或铜合金为渗流体，采用渗流方法实现通孔泡沫铜的制备方法。属于多孔泡沫金属材料领域。本发明通过前驱体选料、前驱体混料、酸处理、压制、烧结、前驱体预热、基体金属熔化、压力渗流和前驱体熔除9道工艺，实现通孔泡沫铜生产，其生产过程中使用的材料可循环利用，具有工艺简单、成本低、孔结构可控、不污染环境的特点，可实现工业化、规模化生产。

主权项

1.一种通孔泡沫铜的制备方法，其特征在于将不同大小的前驱体金属铝球按孔结构需要进行选料混配，在放置到混料机内混合均匀，之后进行酸处理并压制，再放到烧结炉中，在氩气保护下进行烧结，获得具有一定强度的烧结体，即渗流前驱体，将烧结的渗流前驱体预热到一定温度，把铜或铜合金加热熔化后，通过压力渗流的方法快速渗入到具有一定预热温度的渗流前驱体中，冷却得到铜或铜合金与前驱体金属铝球的复合体，将此复合体再加热到高于铝的熔点、低于铜或铜合金熔点的温度，使前驱体金属铝从复合体中熔除，熔除的铝可回收循环使用，剩余的高熔点金属骨架冷却后，即是通孔泡沫铜或通孔泡沫铜合金；其具体制备过程是：(1)前驱体选料：前驱体金属球采用纯铝制作，前驱体金属铝大球直径1～5mm，前驱体金属铝小球直径0.1～0.5mm，采用大球、小球各一种，大小球的体积比根据需要的孔隙率、孔径确定，大小金属铝球按体积比：3～11∶1进行混料；(2)前驱体混料：将混合好的金属铝球放到混料机中混合，混料机转速在50～300rpm范围，混合时间为10～70min.，金属铝球混料充分后获得理想密堆结构；(3)酸处理：将金属铝球混合料用酸浓度0.5～10vol.％的氢氟酸或盐酸水溶液浸泡10～100min；(4)压制：将经酸处理过金属铝球混合料在压力机上用5MPa～50MPa的压力压制；(5)烧结：压制后的金属铝球混合料放到烧结炉中，控制烧结温度为300℃～620℃，在氩气保护气体保护下烧结10～100min.，获得具有一定强度的烧结渗流前驱体；(6)前驱体预热：将前驱体加热到300℃～620℃预热，预热时间5～100min；(7)基体金属熔化：基体金属选用铜或铜合金，熔化温度高于基体金属熔点温度50℃～300℃，保温时间：20～100min；(8)压力渗流：控制基体金属温度低于上述基体金属熔化温度10℃～15℃、渗流压力为5MPa～50MPa，以1～10mm/s的渗流速度将基体金属压入预热的前驱体中，渗流后得到的复合体用水用冷却；(9)前驱体熔除：将复合体放加热到750℃～900℃，保温10～100min.，让前驱体铝从复合体中熔除，熔除的铝回收再利用，剩余的高熔点金属骨架冷却后，即获得通孔泡沫铜或通孔泡沫铜合金。