闭孔泡沫铝的孔结构控制

为适应高技术应用中超轻闭孔泡沫铝对孔结构更高的控制要求,对过去十余年中进行的相关研究工作进行了系统整理,发现了胞体尺寸、孔隙率和孔形貌三者之间的内在关系,确定了孔结构控制的关键步骤和相互关系,建立了熔体发泡法影响孔结构控制的工艺技术框架,结合该框架系统论述了3个关键孔结构控制参数(胞体尺寸、孔隙率和孔形貌)与实际应用、制备技术、工艺过程的关系.研究表明,孔结构演变和制备技术工艺中黏度、发泡时间、凝固方式等诸多因素相互影响,互为因果,使得发泡和凝固过程变得十分复杂,给孔结构控制带来困难.要获得高孔隙率泡沫铝,对于纯铝泡沫,不仅需要根据熔体泡沫化时间与孔隙率的对应关系精确控制孔隙率,而且要在孔隙率-时间平台段适时凝固以控制孔径和均匀性,而对于泡沫铝合金,还需要采用多向凝固模式,克服凝固过程中固-液两相区的附加力场引发的收缩问题.对于新型球形孔泡沫铝合金,则需要进一步控制适量的发泡剂(1.0%)和发泡搅拌时间(100 s),使平台段降至低孔隙率阶段.面对高技术领域新的需求,提出的二次发泡法较其他技术在制备异型件方面具有更大的优势,并且其延伸发展技术在多功能大型面板开发上具有进一步发展的潜质.

泡沫铝半固态制备工艺及组织研究

针对闭孔泡沫铝制备过程中孔结构控制问题,提出了一种基于半固态成形技术的两步法泡沫铝制备新工艺[即先用半固态成形技术制备预制体,再用二次加热发泡法(Semi-solid foaming)]-SSF法发泡。就SSF法的基本工艺参数对发泡过程和孔结构的影响以及工艺参数的优化等问题进行了研究。结果表明,SSF法可以控制TiH2的分解时间,实现二次发泡工艺,获得孔结构较均匀、孔隙率为74.6%、孔径范围为2.1～3.2mm(平均值为2.3mm)、平均圆度为0.812的泡沫铝硅合金。试验条件下的最佳工艺参数:搅拌温度为580℃,搅拌时间为0.5min,搅拌速度为1200r/min,二次发泡炉温为720℃,加热时间为15min。