本發明屬于泡沫金屬制備技術領域，具體涉及一種泡沫鎂的熔體發泡制備方法。
背景技術：
輕質泡沫金屬在汽車、鐵道和宇航方面的應用日益受到重視，因為它會帶來重量的減輕、節能和舒適性的改進。在輕質金屬材料之中，鎂具有特別突出的優點，其密度最低且具有很高的減振能力。與泡沫鋁材料相比，泡沫鎂不但質量更輕、比強度和比剛度更高，在發生碰撞時更能有效地吸收沖擊能，而且還具有更好的阻尼性、電磁屏蔽性和消聲性能。盡管如此，目前研究和應用較多的泡沫金屬材料仍為泡沫鋁材料，對泡沫鎂的研究報道并不多。這是由于鎂合金材料易腐蝕，在熔煉過程中容易與空氣中的氧反應而激烈燃燒，其制備工藝復雜，限制了泡沫鎂的應用。
經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號200510047728.0，專利名稱：熔體直接發泡制備泡沫鎂的方法，該專利涉及利用直接發泡法制備泡沫鎂材料。該專利技術中使用占鎂合金質量5～30％的碳化硅作為增稠劑，2～20％的碳酸鎂粉作為發泡劑，在550～650℃下發泡來制得泡沫鎂。其不足之處在于所使用的增稠劑碳化硅不具備抗氧化和阻燃作用；其次，碳化硅和碳酸鎂粉價格都較高，不能大幅降低泡沫鎂的生產成本，對泡沫鎂材料的工業化應用不利。
碳酸鎂做發泡劑時制備出的泡沫鎂試樣密度和結構良好，并且碳酸鎂低于600℃時分解速度緩慢，超過600℃后分解速率顯著變快，分解特性特別有利于預制品的制備。
技術實現要素：
本發明提出一種泡沫鎂的熔體發泡制備方法，該制備方法工藝簡單，增粘后進行無需降溫，發泡劑的發泡時間變成，制備出的泡沫鎂孔徑分布均勻。
本發明的技術方案是這樣實現的：
一種泡沫鎂的熔體發泡制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將金屬鎂熔化并保溫至700℃～750℃，向鎂熔體中加入占其總質量為1％～4％的增黏劑Ca，攪拌混勻反應時間5～15分鐘，使得熔體黏度穩定；
2)加入占其總質量2～8％的發泡劑，并進行高速攪拌，攪拌時間為2～10分鐘，將攪拌后的熔體進行恒溫發泡，發泡結束后水冷卻凝固即可；
其中，所述發泡劑為碳酸鈣與碳酸鎂經過研磨制備而得到。
進一步，所述發泡劑中碳酸鈣與碳酸鎂的質量比為1～5:100。
進一步，所述步驟1)攪拌的轉速為600轉/分鐘～1000轉/分鐘。
進一步，所述步驟2)攪拌的轉速為1500轉/分鐘～3000轉/分鐘。
進一步，恒溫發泡是指將熔體倒入預熱至620℃～700℃發泡溫度的發泡槽，送入恒溫爐內靜置發泡，發泡時間為2～11分鐘。
本發明的有益效果：
1、本發明的增黏劑選用鈣而不是氮化硅陶瓷顆粒，氮化硅顆粒大小不可能小于10μm，故存在界面反應的可能性，有氣孔等，并且因存在密度差而使增強顆粒在泡沫體中分布不均。金屬鈣具有很好的阻燃抗氧化功能，對熔體起到了很好的保護作用，簡化了泡沫鎂材料的熔煉工藝，節約了成本，適合于大規模工業化生產。
2、本發明的發泡劑采用碳酸鈣與碳酸鎂經過研磨制備而得到，其不僅解決了碳酸鎂在600℃以上分解速率顯著變快，導致氣體釋放過快，不利于孔洞分布均勻的問題，還解決了碳酸鈣使用過多帶來的腐蝕性問題。因為CaCO3分解后產生的CaO(生石灰)是強堿性物質，鎂基體的抗腐蝕性本來就較差，CaO遺留在泡沫鎂中會產生更加嚴重的腐蝕后果；而MgCO3分解產生的MgO的堿性和腐蝕性比CaO要弱很多，因此制備出的泡沫鎂質量也較高。制備的泡沫鎂的孔徑平均粒徑僅僅為0.1～0.4mm，孔隙率為80～88％。
具體實施方式
實施例1
一種泡沫鎂的熔體發泡制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將金屬鎂熔化并保溫至700℃，向鎂熔體中加入占其總質量為1％的增黏劑Ca，攪拌混勻反應時間15分鐘，轉速為600轉/分鐘，使得熔體黏度穩定；
2)加入占其總質量2％的發泡劑，并進行高速攪拌，攪拌時間為2分鐘，轉速為1500轉/分鐘，將攪拌后的熔體倒入預熱至700℃發泡溫度的發泡槽，送入恒溫爐內靜置發泡，發泡時間為2分鐘，發泡結束后水冷卻凝固即可；
其中，所述發泡劑為碳酸鈣與碳酸鎂經過研磨制備而得到，碳酸鈣與碳酸鎂的質量比為1:100。
泡沫鎂的平均孔徑為0.2mm，孔隙率為81％。
實施例2
一種泡沫鎂的熔體發泡制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將金屬鎂熔化并保溫至720℃，向鎂熔體中加入占其總質量為2％的增黏劑Ca，攪拌混勻反應時間10分鐘，轉速為800轉/分鐘，使得熔體黏度穩定；
2)加入占其總質量4％的發泡劑，并進行高速攪拌，攪拌時間為4分鐘，轉速為1800轉/分鐘，將攪拌后的熔體倒入預熱至680℃發泡溫度的發泡槽，送入恒溫爐內靜置發泡，發泡時間為5分鐘，發泡結束后水冷卻凝固即可；
其中，所述發泡劑為碳酸鈣與碳酸鎂經過研磨制備而得到，碳酸鈣與碳酸鎂的質量比為2:100。
泡沫鎂的平均孔徑為0.1mm，孔隙率為82％。
實施例3
一種泡沫鎂的熔體發泡制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將金屬鎂熔化并保溫至740℃，向鎂熔體中加入占其總質量為3％的增黏劑Ca，攪拌混勻反應時間8分鐘，轉速為900轉/分鐘，使得熔體黏度穩定；
2)加入占其總質量6％的發泡劑，并進行高速攪拌，攪拌時間為4分鐘，轉速為2400轉/分鐘，將攪拌后的熔體倒入預熱至640℃發泡溫度的發泡槽，送入恒溫爐內靜置發泡，發泡時間為8分鐘，發泡結束后水冷卻凝固即可；
其中，所述發泡劑為碳酸鈣與碳酸鎂經過研磨制備而得到，碳酸鈣與碳酸鎂的質量比為3.5:100。
泡沫鎂的平均孔徑為0.4mm，孔隙率為84％。
實施例4
一種泡沫鎂的熔體發泡制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將金屬鎂熔化并保溫至750℃，向鎂熔體中加入占其總質量為4％的增黏劑Ca，攪拌混勻反應時間5分鐘，轉速為1000轉/分鐘，使得熔體黏度穩定；
2)加入占其總質量8％的發泡劑，并進行高速攪拌，攪拌時間為4分鐘，轉速為3000轉/分鐘，將攪拌后的熔體倒入預熱至620℃發泡溫度的發泡槽，送入恒溫爐內靜置發泡，發泡時間為15分鐘，發泡結束后水冷卻凝固即可；
其中，所述發泡劑為碳酸鈣與碳酸鎂經過研磨制備而得到，碳酸鈣與碳酸鎂的質量比為5:100。
泡沫鎂的平均孔徑為0.2mm，孔隙率為88％。
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。