本發明涉及泡沫鋁生產設備技術領域，具體涉及一種采用螺桿套筒攪拌成型發泡的泡沫鋁發泡系統及工藝。
背景技術：
泡沫鋁是在純鋁或鋁合金中加入添加劑后，經過發泡工藝而成，同時兼有金屬和氣泡特征。它具有密度小、高吸收沖擊能力強、耐高溫、防火性能強、抗腐蝕、隔音降噪、導熱率低、電磁屏蔽性高、耐候性強等特點，在航天艦船、汽車防撞、道路隔音、建筑防火等領域得到了應用。泡沫鋁的吸能具有良好的速率應變特性，即，應變速率越大，單位體積泡沫鋁所能吸收的能量就越大，最高可達8～30j/cm3。泡沫鋁的這種性能，使其成為最理想的吸能、防撞和防爆材料。目前，奔馳、寶馬和本田等汽車大廠已經在汽車防撞梁、a柱、b柱等處使用泡沫鋁材料，用于車體的防撞吸能。韓國今年派出的國際維和部隊，其兵營所用材料也是泡沫鋁，用于防止流彈和冷槍等。我國近期新疆維和行動中，也為部隊配備了泡沫鋁兵營，并為運兵車配備了泡沫鋁防護板。
泡沫鋁傳統制備方法中，熔體發泡法工藝如下：在鋁液中加入增粘劑，攪拌均勻后加入發泡劑，放入到一定溫度的模具中進行發泡而成。其具體的工具參數為：增粘劑采用鈣粒，其添加溫度對熔體的粘度有很大影響，溫度越高粘度越大，在660℃添加2％ca粒攪拌10min可以獲得合適的熔體發泡粘度。折葉槳式攪拌器的攪拌效果理想，采用邊加入邊提高轉速的方法添加tih2易于將發泡劑分散均勻。選用粒度為74μmtih2顆粒可以得到較高孔隙率的泡沫。氫化鈦添加量宜在1.0～1.6％范圍，發泡溫度選擇620～630℃范圍，冷卻方式在空氣中自然緩冷，并使發泡槽溫度高于熔體10℃。可以實現不同厚度500mm×1000mm×x的鋁合金泡沫鋁板材的制備。
傳統制備方法缺點如下：1.不能實現連續制備，導致生產率低，材料成型長度受限制；2.由于發泡時材料為開放式靜置，因此，所生成的氣泡會匯聚變大，從而影響材料性能，甚至形成空洞；同時，靜置導致鋁合金下降，氣泡上升，使得現有工藝成品率難以超過40％，客觀上造成了資源浪費，提高了成本。
雖然采用攪拌的方式可以攪碎氣泡，但是由于開放式靜置的原因，氣泡會更容易逸散，因此，傳統的生產工藝無法通過攪拌的方式實現氣泡的細化，也無法實現更高的成品率。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在于提供一種采用螺桿套筒攪拌成型發泡的泡沫鋁發泡系統及工藝，能夠提高產品質量和生產效率，并實現連續生產。
本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
一種采用螺桿套筒攪拌成型發泡的泡沫鋁發泡系統，包括螺桿、套筒、增稠鋁液上料口、第一發泡劑上料裝置、第二發泡劑上料裝置、泡沫鋁成型模具，所述螺桿設置于套筒內，所述螺桿位于套筒后段，所述套筒前端設有發泡段，所述增稠鋁液上料口設置于套筒前端上部，所述第一發泡劑上料裝置設置于增稠鋁液上料口下游，所述第二發泡劑上料裝置設置于套筒的發泡段上部，所述套筒的發泡段的出口與泡沫鋁成型模具相接。
本設備采用螺桿套筒結構，將增稠后的鋁溶液加入套筒，并通過螺桿的旋轉對鋁液攪拌、推進；通過發泡劑上料裝置加入發泡劑，并通過螺桿繼續攪拌，套筒前端設有發泡段，加入發泡劑的鋁液在發泡段完成發泡、膨脹，并逐漸冷卻至半固態，最后從前端模具出口擠出，生成所需要的形狀，并實現連續生產。
所述套筒外設有電加熱裝置，所述電加熱裝置的加熱方式為電磁加熱或電阻加熱，加熱控制方式為單段控制或多段控制；電加熱裝置的加熱能力為最大溫度750℃以上，控溫精度±5℃范圍內。
所述套筒前端的發泡段內設有螺旋槳或其他攪拌裝置，將成型的氣泡攪碎。
所述發泡段內溫度控制為半固態溫度，泡沫鋁成型模具的出口溫度控制為凝固溫度。
所述泡沫鋁成型模具的出口外設有牽引裝置，將成型的泡沫鋁材料牽引并及時切斷。
所述牽引裝置包括型材傳送帶和牽引車。
一種采用螺桿套筒攪拌成型發泡的泡沫鋁發泡工藝，步驟如下：
(1)備好原料，鋁原料為a356合金；
(2)將螺桿、套筒和泡沫鋁成型模具噴涂涂料，防止鋁合金溶液沾到模具上；
(3)對設備進行預熱，預熱溫度為300℃；
(4)將鋁合金熔煉至750℃，與增粘劑一同投入增稠鋁液上料口，進入套筒內，并通過螺桿的旋轉對鋁液攪拌、推進；
(5)通過第一發泡劑上料裝置加入發泡劑，并通過螺桿繼續攪拌，通過加熱裝置控制溫度，采用三段控制，攪拌區溫度為680℃，發泡區為600℃，模具出口為500℃；
所述發泡劑的添加量為鋁原料的0.2％，發泡劑選用氫化鈦。
(6)加入發泡劑的鋁液在發泡段完成發泡、膨脹，并逐漸冷卻至半固態，最后從前端模具出口擠出，生成所需要的形狀；
(7)將成型的泡沫鋁材型材牽引并及時切斷，實現連續生產。
本發明的有益效果是：本發明結構簡單，設計合理，使用螺桿加強了攪拌效果，使得鋁液發泡后可以攪碎生成細小的氣泡，改善了泡沫鋁的成型性能；使用套筒限定了氣泡的溢出空間，從而使得成品率大大提高；同時，設備天生具有連續生產的特性，使得產品規格不受限制，并且大大提高了生產效率。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
如圖1所示，一種采用螺桿套筒攪拌成型發泡的泡沫鋁生產設備，包括螺桿1、套筒2、增稠鋁液上料口3、第一發泡劑上料裝置4、第二發泡劑上料裝置5、泡沫鋁成型模具6，螺桿1設置于套筒2內，螺桿1位于套筒2后段，套筒2前端設有發泡段，增稠鋁液上料口3設置于套筒2前端上部，第一發泡劑上料裝置4設置于增稠鋁液上料口3下游，第二發泡劑上料裝置5設置于套筒2的發泡段上部，套筒2的發泡段的出口與泡沫鋁成型模具6相接。套筒2外設有電加熱裝置，電加熱裝置的加熱方式為電磁加熱或電阻加熱，加熱控制方式為單段控制或多段控制；電加熱裝置的加熱能力為最大溫度750℃以上，控溫精度±5℃范圍內。套筒2前端的發泡段內設有螺旋槳或其他攪拌裝置，將成型的氣泡攪碎。發泡段內溫度控制為半固態溫度，泡沫鋁成型模具6的出口溫度控制為凝固溫度。泡沫鋁成型模具6的出口外設有牽引裝置，將成型的泡沫鋁型材7牽引并及時切斷，牽引裝置包括型材傳送帶8和牽引車9。
本設備采用螺桿套筒結構，將增稠后的鋁溶液加入套筒，并通過螺桿的旋轉對鋁液攪拌、推進；通過發泡劑上料裝置加入發泡劑，并通過螺桿繼續攪拌，套筒前端設有發泡段，加入發泡劑的鋁液在發泡段完成發泡、膨脹，并逐漸冷卻至半固態，最后從前端模具出口擠出，生成所需要的形狀，并實現連續生產。
具體發泡工藝如下：
(1)備好原料，鋁原料為a356合金；
(2)將螺桿、套筒和泡沫鋁成型模具噴涂涂料，防止鋁合金溶液沾到模具上；
(3)對設備進行預熱，預熱溫度為300℃；
(4)將鋁合金熔煉至750℃，與增粘劑一同投入增稠鋁液上料口，進入套筒內，并通過螺桿的旋轉對鋁液攪拌、推進；
(5)通過第一發泡劑上料裝置加入發泡劑，并通過螺桿繼續攪拌，通過加熱裝置控制溫度，采用三段控制，攪拌區溫度為680℃，發泡區為600℃，模具出口為500℃；
所述發泡劑的添加量為鋁原料的0.2％，發泡劑選用氫化鈦。
(6)加入發泡劑的鋁液在發泡段完成發泡、膨脹，并逐漸冷卻至半固態，最后從前端模具出口擠出，生成所需要的形狀；
(7)將成型的泡沫鋁材型材牽引并及時切斷，實現連續生產。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。