一种声屏障用泡沫铝的制备方法与流程
1.本发明涉及泡沫铝材料的制备，特别涉及一种声屏障用泡沫铝的制备方法。
背景技术：
2.声屏障是一种设立在噪声源与接收点之间用于阻隔噪声传播的屏障，按其作用类型可分为纯隔声型声屏障和吸隔声复合型声屏障。就降噪效果而言，由于吸隔声复合型声屏障具有较好的吸声能力，可以有效的降低透声声能和反射声能，不但减少一次透声声能，也减少了多次反射声引起的降噪效果下降的问题，较于纯隔声型声屏障对于敏感点具有更好的保护作用。根据具体应用的不同，声屏障分为交通隔音屏障、设备噪音衰减隔音屏障和工业厂界隔音屏障；其中交通隔音屏障也是目前使用最多的地方。
3.目前，泡沫铝材料在吸声降噪领域中的应用一般是采用单层闭孔泡沫铝板，但是其吸声降噪性能一般，为此，如公开号为“cn 213596833 u”的中国专利中提出了一种组合式泡沫铝声屏障，其同时使用了闭孔泡沫铝板和通孔泡沫铝板，并将二者平行间隔设置，使二者之间形成空腔，在具体使用时，通孔泡沫铝板可以弥补单独设置闭孔泡沫铝板时吸声降噪能力不足的缺陷。但是这种方案必然要分别安装闭孔泡沫铝板和通孔泡沫铝板，进而造成安装不便的问题。
技术实现要素：
4.针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种声屏障用泡沫铝的制备方法，通过该方法制备得到一种一体化结构的泡沫铝材料，兼顾闭孔泡沫铝和通孔泡沫铝在吸声降噪中的优点。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种声屏障用泡沫铝的制备方法，包括采用抛丸器对闭孔泡沫铝板的一侧或两侧进行表面处理，形成表面具有一定穿孔深度且内层为闭孔型泡沫铝的泡沫铝板材。
7.在进一步的技术方案中，采用辊道输送系统水平输送待表面处理的闭孔泡沫铝板，利用设置在所述辊道输送系统上方的抛丸器对闭孔泡沫铝板的表面进行穿孔处理。
8.在进一步的技术方案中，所述辊道输送系统的上方设有沿其输送方向间隔布置的至少两个抛丸器。
9.在进一步的技术方案中，所述辊道输送系统的上方设有沿其输送方向间隔布置的第一抛丸器和第二抛丸器，所述第一抛丸器的抛射方向为倾斜且偏向辊道输送系统的输送方向，所述第二抛丸器的抛射方向为倾斜且偏向辊道输送系统的来料方向。
10.在进一步的技术方案中，所述第一抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为120
°‑
150
°
；
11.所述第二抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为30
°‑
60
°
。
12.在进一步的技术方案中，所述抛丸器的抛射材料为钢丸，优选钢丸的粒径为0.2-3mm。
13.在进一步的技术方案中，所述抛丸器的功率为5.0～10kw。
14.在进一步的技术方案中，所述的制备方法还包括对表面处理后的泡沫铝板材进行振动拍打，以去除残留在其中的穿孔材料。
15.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
16.本发明提供的声屏障用泡沫铝的制备方法，通过控制抛丸器对闭孔泡沫铝板表面的处理强度，在闭孔泡沫铝板的表面形成具有一定深度的穿孔部分，进而得到表层为通孔型泡沫铝，内层为闭孔型泡沫铝的泡沫铝板材，通过上述制备方法得到的泡沫铝板材，巧妙在一体结构的泡沫铝板材上兼顾了闭孔泡沫铝和通孔泡沫铝在吸声降噪中的优点，将其应用于声屏障中，相较于现有技术采用单一的闭孔型泡沫铝板或单一的通孔型泡沫铝板均取得了更好的吸声降噪效果。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
18.图1示出为根据本发明具体实施方式提供的一种声屏障用泡沫铝的制备方法的流程示意图；
19.图2示出为本发明实施例1和实施例2所得泡沫铝板的吸声系数；
20.图3示出为本发明实施例1和实施例2所得泡沫铝板的隔音量。
具体实施方式
21.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。
22.如前所述，本发明提供了一种声屏障泡沫铝的制备方法，所述的制备方法包括采用抛丸器对闭孔泡沫铝板的一侧或两侧进行表面处理，形成表面具有一定穿孔深度且内层为闭孔型泡沫铝的泡沫铝板材。
23.在本发明提供的技术方案中，通过控制抛丸器对闭孔泡沫铝板表面的处理强度，在闭孔泡沫铝板的表面形成具有一定深度的穿孔部分，进而得到表层为通孔型泡沫铝，内层为闭孔型泡沫铝的泡沫铝板材，通过上述制备方法得到的泡沫铝板材，巧妙在一体结构的泡沫铝板材上兼顾了闭孔泡沫铝和通孔泡沫铝在吸声降噪中的优点，将其应用于声屏障中，相较于现有技术采用单一的闭孔型泡沫铝板或单一的通孔型泡沫铝板均取得了更好的吸声降噪效果。
24.根据本发明提供的制备方法，本发明中，为了提高对闭孔泡沫铝板的表面处理效率，所述的闭孔泡沫铝板是在移动过程中进行表面处理，具体的，通过采用辊道输送系统水平输送待表面处理的闭孔泡沫铝板，利用设置在所述辊道输送系统上方的抛丸器对闭孔泡沫铝板的表面进行穿孔处理。
25.更进一步的，本发明中，为了提高对闭孔泡沫铝板的表面处理效率，所述辊道输送系统的上方设有沿其输送方向间隔布置的至少两个抛丸器。
26.更进一步的，在发明的一个具体的实施方式中，所述辊道输送系统的上方设有沿其输送方向间隔布置的第一抛丸器和第二抛丸器，所述第一抛丸器的抛射方向为倾斜且偏向辊道输送系统的输送方向，所述第二抛丸器的抛射方向为倾斜且偏向辊道输送系统的来
料方向。
27.所述第一抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为120
°‑
150
°
；所述第二抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为30
°‑
60
°
。
28.本发明中，通过将抛丸器的抛射方向设置为与所述辊道输送系统的输送方向具有一夹角，避免了钢丸被抛射并镶嵌在闭孔泡沫铝板中导致后续无法取出，以及，通过设置两个抛射方向交叉的抛丸器对闭孔泡沫铝板的表面进行穿孔处理，提高了抛丸处理的效果，确保了在闭孔泡沫铝板的表面形成穿孔结构，即形成通孔型泡沫铝。
29.根据本发明提供的制备方法，本发明中，所述抛丸器的抛射材料为钢丸，优选钢丸的粒径为0.2-3mm。
30.本发明中，所述抛丸器的功率为5.0～10kw。
31.本发明提供的制备方法还包括对表面处理后的泡沫铝板材进行振动拍打，以去除残留在其中的穿孔材料。
32.本发明中，所述的闭孔泡沫铝板可采用本领域常规的方法制备得到，例如采用熔体发泡法制备得到。如图1所示为根据本发明具体实施方式提供的一种声屏障用泡沫铝的制备方法的流程示意图；其中1为熔炼炉，2为模具，3为搅拌器，4为保温盖，5为冷却喷淋机构，6为辊道输送系统，7为第一抛丸器，8为第二抛丸器，9为钢丸回收室，10为待抛丸处理的泡沫铝板。
33.更为具体的，先将铝锭放入熔炼炉中加热熔化以形成熔体，然后加入相当于熔体总量0.5～5wt.％的钙粒作为增粘剂，搅拌反应时间为8～15分钟，搅拌速度为400-600rpm；接着再加入相当于熔体总量(重量百分比)0.5～5wt.％的氢化钛(预先加热氧化处理)，以800～1200rpm的速度搅拌混合30-60s，使氢化钛在熔体内均匀分散；然后将熔体在650-670℃保温发泡处理2-4min，接着对泡沫铝进行冷却脱模，经锯切得到具有一定厚度的闭孔泡沫铝板材；然后采用辊道输送系统水平输送待表面处理的闭孔泡沫铝板，利用设置在所述辊道输送系统上方的抛丸器对闭孔泡沫铝板的表面进行穿孔处理。
34.以下通过具体的实施例对本发明提供的声屏障用泡沫铝的制备方法做出进一步的说明。
35.以下实施例中，各原料来源：
36.纯铝锭，纯度为99.5wt.％，购自天津立中合金集团有限公司；
37.增粘剂：钙粒，工业纯级，粒度为1-2.5mm；
38.发泡剂：氢化钛粉末，工业纯级，粒度为300
±
20目。
39.测试方法：
40.(1)孔隙率，即泡沫铝中所有孔洞体积与试样总体积的比值；
41.p＝vg/v＝(v-vs)/v＝1-vs/v＝1-m/ρv；
42.其中，p为孔隙率，vg为泡沫铝中所有孔洞的体积，vs为泡沫铝金属骨架的体积，v为泡沫铝总体积，m为泡沫铝质量，ρ为泡沫铝基体密度(g/cm3)；
43.即只要测算出试样的质量和体积，就可以换算出其孔隙率。
44.(2)采用阻抗管法测量垂直入射的泡沫铝板材的吸声系数和隔音量，测试设备为杭州爱华仪器有限公司生产的型号为awa6290t的吸、隔声测量系统。
45.实施例1
46.本实施例提供了一种泡沫铝的制备方法，具体的，将纯铝锭放入熔炼炉中熔化以形成熔体，保温至700℃，加入相当于熔体总量2.5wt.％的钙粒作为增粘剂，搅拌反应时间为10分钟，搅拌速度为450rpm；接着再加入相当于熔体总量2wt.％的经过753k温度下加热氧化处理的氢化钛，以850rpm的速度搅拌混合40s，使氢化钛在熔体中均匀分散；然后将熔体在660℃保温发泡处理3min，接着对泡沫铝进行冷却脱模，经锯切得到具有厚度为50mm的闭孔泡沫铝板材。
47.经测试，该闭孔泡沫铝板的孔隙率为82.4％。
48.实施例2
49.以实施例1制备得到的厚度为50mm的闭孔泡沫铝板材作为原材，采用辊道输送系统水平输送前述的闭孔泡沫铝板，输送速度为2m/min；
50.所述辊道输送系统的上方设有沿其输送方向间隔布置的第一抛丸器和第二抛丸器，所述第一抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为120
°
；
51.所述第二抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为60
°
；
52.第一抛丸器和第二抛丸器的水平间距为0.5m；
53.两个抛丸器的抛射材料均为钢丸，所述钢丸的粒径为1.5mm；
54.两个抛丸器的功率为9kw。
55.在闭孔泡沫铝板表面抛丸处理完成后，对泡沫铝板材进行振动拍打，以去除残留在其中的钢丸，纵向锯切后发现表面穿孔处理明显，厚度约为20mm，且以下部分厚度约30mm仍为闭孔型泡沫铝结构。
56.对实施例1、2的泡沫铝板进行吸声系数和隔音量的测试，测试结果分别如图2、3所示：
57.如图2所示，在50-2500hz的范围内，实施例1和实施例2的吸声系数均低于0.2，且实施例2始终大于实施例1的吸声系数；在2500-6400hz的范围内，随着频率的增大，实施例1和实施例2的吸声系数均表现出先增大后降低的趋势，但实施例1的波动较小，最大吸声系数为0.126；实施例2的吸声系数波动很大，最大吸声系数为0.846。
58.以降噪系数来评价泡沫铝材料的吸声性能时，实施例1的降噪系数为0.066，实施例2的降噪系数为0.112；其中，降噪系数是指频率为250hz、500hz、1000hz和2000hz时的吸声系数的平均值。
59.如图3所示，在不同频率下的隔音量的测试中，在50-1600hz，随着频率的增大，实施例1和实施例2的隔音量均增大；在1600-6400hz，随着频率的增大，实施例1和实施例2的隔音量变化均不大，趋向于稳定。
60.实施例1的最大峰值为63.6db，平均隔音量为49.8db；实施例2的最大峰值为62.4db，平均隔音量为46.9db。
61.由此可见：因为局部打孔导致平均隔音性能有所降低，但是结合前述，由于局部打孔，使得闭孔型泡沫铝板的吸声性能大大提高；因此，基于本发明提供的泡沫板作为声屏障时，具有较好的吸音、降噪能力。
62.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
技术特征：
1.一种声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，包括采用抛丸器对闭孔泡沫铝板的一侧或两侧进行表面处理，形成表面具有一定穿孔深度且内层为闭孔型泡沫铝的泡沫铝板材。2.根据权利要求1所述的声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，采用辊道输送系统水平输送待表面处理的闭孔泡沫铝板，利用设置在所述辊道输送系统上方的抛丸器对闭孔泡沫铝板的表面进行穿孔处理。3.根据权利要求2所述的声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述辊道输送系统的上方设有沿其输送方向间隔布置的至少两个抛丸器。4.根据权利要求3所述的声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述辊道输送系统的上方设有沿其输送方向间隔布置的第一抛丸器和第二抛丸器，所述第一抛丸器的抛射方向为倾斜且偏向辊道输送系统的输送方向，所述第二抛丸器的抛射方向为倾斜且偏向辊道输送系统的来料方向。5.根据权利要求4所述的声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述第一抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为120
°‑
150
°
；所述第二抛丸器的抛射方向与辊道输送系统的输送方向的夹角为30
°‑
60
°
。6.根据权利要求1所述的声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述抛丸器的抛射材料为钢丸，优选钢丸的粒径为0.2-3mm。7.根据权利要求1所述的声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述抛丸器的功率为5.0～10kw。8.根据权利要求1所述的声屏障用泡沫铝的制备方法，其特征在于，还包括对表面处理后的泡沫铝板材进行振动拍打，以去除残留在其中的穿孔材料。
技术总结
本发明涉及泡沫铝材料的制备，特别涉及一种声屏障用泡沫铝的制备方法，包括采用抛丸器对闭孔泡沫铝板的一侧或两侧进行表面处理，形成表面具有一定穿孔深度且内层为闭孔型泡沫铝的泡沫铝板材；本发明通过控制抛丸器对闭孔泡沫铝板表面的处理强度，在闭孔泡沫铝板的表面形成具有一定深度的穿孔部分，进而得到表层为通孔型泡沫铝，内层为闭孔型泡沫铝的泡沫铝板材，通过上述制备方法得到的泡沫铝板材，巧妙在一体结构的泡沫铝板材上兼顾了闭孔泡沫铝和通孔泡沫铝在吸声降噪中的优点，将其应用于声屏障中，相较于现有技术采用单一的闭孔型泡沫铝板或单一的通孔型泡沫铝板均取得了更好的吸声降噪效果。好的吸声降噪效果。好的吸声降噪效果。
