[01572341]基于全自动技术的大尺寸闭孔泡沫铝低成本制备

项目的主要技术内容:熔体发泡法是工业化生产闭孔泡沫铝的主要方法，但现行工艺存在成材率低、 难制备出大规格产品、性能一致性难保证以及成本居高不下等缺陷。为解决现有技术存 在的问题，特别是为了降低成本，该项目开展了大量原创性研究，其主要技术内容包括： 研发了一种新颖缓释发泡剂及相应发泡技术，为发泡过程可控、成材率提高与减小工艺难度提供了强有力的技术支撑，现行泡沫铝制备工艺中，通常采用分解温度低于铝熔点、且分解迅速的氢化钛类发泡剂，从而导致了过程控制条件苛刻、成材率低下。该项目所研制缓释发泡剂在铝熔点附近的发泡时间长、且分解过程可控，这为解决由氢化钛类发泡剂所导致的各类缺陷创造了条件。设计并制造出了一种可简单拆卸与组装的新型复合模具，为简化工艺步骤、减少过程能耗以及大规格泡沫铝的生产创造了有利条件。“将发泡熔体倾倒进入发泡坩埚” 是泡沫铝生产工艺中的常用步骤，倾倒作业不仅耗时、熔体热量散失大，更为主要的是倾倒后期的大粘度熔体可能难以全部进入发泡坩埚、最终导致大规格产品的制备困难。该项目所研制的这种新型复合模具，不仅省去了倾倒步骤、减少了热量散失，更为重要的是可利用该模具生产出大规格泡沫铝产品。设计并制造了基于“缓释发泡技术”与“新型复合模具”的全自动生产线，并在该生产线上实现了产品性能一致性良好的闭孔泡沫铝的半连续生产。产品性能一致性问题一直困扰泡沫铝生产企业，其主要原因是在添加剂(增粘剂和发泡剂等)加入、熔体倾倒以及冷却等步骤中存在较多的人为操作因素。而在该项目所研发的生产线上，生产的各道工序基本实现了全机械化自动操作，这为获得性能一致性良好的产品提供了保证。研究了从泡沫铝废料高效回收废杂铝的工艺，实现了以废杂铝与市购再生铝为原料、锯屑取代部分增粘剂的泡沫铝工业生产，这些为泡沫铝的低成本制造奠定了基础。项目所获得的专利等知识产权情况：项目一共申报发明专利15项，其中7项已获授权。项目研究过程中，还在国内外杂志上发表论文30余篇。技术经济指标与效益等简况：项目技术于2011年在“四川元泰达有色金属材料有限公司”成功实现了产业转 化，建立起了一条年产30万m<'2>的生产线，并生产出了世界上最大尺寸的闭孔泡沬铝产品，其规格达到2600mmx800mmxXmm。在生产线上，项目技术实现了较现行工艺成材率高1倍(达到80%以上)、单个泡沫铝锭坯生产周期缩短1半以及生产成本低40%的技术指标。项目产品已应用到轨道交通与军工等领域。投产当年(2011年8月)实现销售372万元，2012年销售额为975万元，2013年销售收入增长到9669万元。项目技术填补了中国在大规格泡沫铝产品上的研发空白，并为中国再生铝的高附加值应用开辟了一条新的途径。