本發明屬于泡沫金屬制備技術領域，具體涉及一種二次泡沫化制備泡沫鋁合金的方法。
背景技術：
泡沫鋁合金材料具有密度小、孔隙率高、比表面積大等特征，它在導電、導熱、吸音、吸能、減震及電磁屏蔽等方面具有良好的性能，在機械、建筑、能源、化工、冶金、交通、航空等領域都有廣泛的用途，但是單純的泡沫鋁合金材料由于其在抗沖擊，耐磨損方面比較差，使其應用范圍受到很大的限制。
目前，用熔體發泡法制備泡沫鋁時大多選用氫化鈦作為發泡劑，但是氫化鈦較為昂貴，并且氫化鈦高溫分解速度快，氣泡形成迅速，容易上浮、破碎或合并，形成的氣孔粗大。因此，為了讓氣體能夠穩定地留在熔體中，往往要向熔體中加入陶瓷顆粒增粘，但是增粘劑的加入會提高泡沫鋁的制備成本，同時熔體增粘需要一定的增粘時間。
技術實現要素：
本發明提出一種二次泡沫化制備泡沫鋁合金的方法，該方法無需鈣以及陶瓷顆粒作為增黏劑，并且制備出的鋁合金孔徑均勻且孔徑小。
本發明的技術方案是這樣實現的：
一種二次泡沫化制備泡沫鋁合金的方法，包括以下步驟：
1)將鋁加熱至熔化，并調節溫度至660～720℃，加入占鋁液質量分數0.5～3.0％的發泡劑，以600～800rpm轉速攪拌5～15min，發泡劑由碳酸鈣24～30wt％、氫氧化鋁15～20wt％、硅粉6～12wt％與白云石30～50wt％；
2)加入占鋁液質量分數1.0～2.4％的碳酸鈣粉末，溫度660～720℃，轉速800～1500rpm，攪拌3～7min后停止，降溫至300℃～500℃保溫20～30min；
3)再將溫度升溫至800～900℃使坯料中碳酸鈣二次熱分解產生二次泡沫化同時加入占鋁液質量分數0.2～0.6％的鎂，攪拌均勻后，水冷至室溫獲得泡沫鋁合金。
進一步，所述步驟1)發泡劑為顆粒狀，粒徑為30～100μm。
進一步，所述步驟1)發泡劑的制備方法為：
將碳酸鈣、氫氧化鋁、硅粉與白云石進行研磨得到粉料，砂磨時間為2～6小時，將砂磨后的粉料通過噴霧造粒機進行造粒即可。
本發明的有益效果：
1、本發明的先采用由碳酸鈣、氫氧化鋁、硅粉與白云石組成的發泡劑進行發泡，該發泡劑在發泡過程中產生的大量氧化物顆粒對鋁熔體有增粘作用，并可以存在于胞壁中，有利于小孔徑胞孔的形成。
2、第一次發泡后300℃～500℃保溫20～30min有利于氣泡混合均勻。在進行二次發泡時，加入鎂塊后能有效改善熔體與碳酸鈣粉末之間的濕潤性，使碳酸鈣粉末能更均勻地分布于熔體中，有利于制備出孔結構均勻的泡沫制品。而且制備的泡沫鋁的孔徑平均粒徑僅僅為1.5～2.1mm，孔隙率為80～85％。
具體實施方式
實施例1
一種二次泡沫化制備泡沫鋁合金的方法，包括以下步驟：
1)將鋁加熱至熔化，并調節溫度至660℃，加入占鋁液質量分數0.5％的發泡劑，以600rpm轉速攪拌5min，發泡劑由碳酸鈣24wt％、氫氧化鋁16wt％、硅粉10wt％與白云石50wt％；
2)加入占鋁液質量分數1.0％的碳酸鈣粉末，溫度660℃，轉速800rpm，攪拌7min后停止，降溫至300℃保溫20min；
3)再將溫度升溫至800℃使坯料中碳酸鈣二次熱分解產生二次泡沫化同時加入占鋁液質量分數0.2％的鎂，攪拌均勻后，水冷至室溫獲得泡沫鋁合金。
步驟1)發泡劑的制備方法為：
將碳酸鈣、氫氧化鋁、硅粉與白云石進行研磨得到粉料，砂磨時間為6小時，將砂磨后的粉料通過噴霧造粒機進行造粒即可，粒徑為30μm。
實施例2
一種二次泡沫化制備泡沫鋁合金的方法，包括以下步驟：
1)將鋁加熱至熔化，并調節溫度至680℃，加入占鋁液質量分數1.2％的發泡劑，以650rpm轉速攪拌7min，發泡劑由碳酸鈣28wt％、氫氧化鋁18wt％、硅粉6wt％與白云石48wt％；
2)加入占鋁液質量分數1.5％的碳酸鈣粉末，溫度680℃，轉速1000rpm，攪拌6min后停止，降溫至400℃保溫25min；
3)再將溫度升溫至840℃使坯料中碳酸鈣二次熱分解產生二次泡沫化同時加入占鋁液質量分數0.3％的鎂，攪拌均勻后，水冷至室溫獲得泡沫鋁合金。
步驟1)發泡劑的制備方法為：
將碳酸鈣、氫氧化鋁、硅粉與白云石進行研磨得到粉料，砂磨時間為5小時，將砂磨后的粉料通過噴霧造粒機進行造粒即可，粒徑為50μm。
實施例3
一種二次泡沫化制備泡沫鋁合金的方法，包括以下步驟：
1)將鋁加熱至熔化，并調節溫度至700℃，加入占鋁液質量分數2.7％的發泡劑，以700rpm轉速攪拌12min，發泡劑由碳酸鈣30wt％、氫氧化鋁18wt％、硅粉12wt％與白云石40wt％；
2)加入占鋁液質量分數2.2％的碳酸鈣粉末，溫度700℃，轉速1200rpm，攪拌7min后停止，降溫至500℃保溫20～30min；
3)再將溫度升溫至880℃使坯料中碳酸鈣二次熱分解產生二次泡沫化同時加入占鋁液質量分數0.5％的鎂，攪拌均勻后，水冷至室溫獲得泡沫鋁合金。
步驟1)發泡劑的制備方法為：
將碳酸鈣、氫氧化鋁、硅粉與白云石進行研磨得到粉料，砂磨時間為3小時，將砂磨后的粉料通過噴霧造粒機進行造粒即可，粒徑為80μm。
實施例4
一種二次泡沫化制備泡沫鋁合金的方法，包括以下步驟：
1)將鋁加熱至熔化，并調節溫度至720℃，加入占鋁液質量分數3.0％的發泡劑，以800rpm轉速攪拌15min，發泡劑由碳酸鈣30wt％、氫氧化鋁20wt％、硅粉6wt％與白云石44wt％；
2)加入占鋁液質量分數2.4％的碳酸鈣粉末，溫度720℃，轉速1500rpm，攪拌3～7min后停止，降溫至500℃保溫20～30min；
3)再將溫度升溫至900℃使坯料中碳酸鈣二次熱分解產生二次泡沫化同時加入占鋁液質量分數0.6％的鎂，攪拌均勻后，水冷至室溫獲得泡沫鋁合金。
步驟1)發泡劑的制備方法為：
將碳酸鈣、氫氧化鋁、硅粉與白云石進行研磨得到粉料，砂磨時間為2小時，將砂磨后的粉料通過噴霧造粒機進行造粒即可，粒徑為100μm。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。