泡沫鋁合金發(fā)泡特性及壓縮性能的研究.pdf

1、泡沫鋁由于有很多優(yōu)良的性能而具有廣泛的應(yīng)用前景。泡沫鋁有多種制備方法，其中PCM法對(duì)于制備閉孔泡沫鋁具有很多的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。采用鋁合金作為基體材料，不僅可以使泡沫鋁的性能得到提高，還會(huì)因合金熔點(diǎn)的降低使制備工藝容易控制，從而使泡沫鋁的應(yīng)用范圍更為寬廣。本文以PCM法為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)時(shí)攝像和斷面圖處理相結(jié)合方法，研究了試樣溫度、預(yù)設(shè)爐溫（升溫速度）、鋼管尺寸對(duì)泡沫鋁硅合金發(fā)泡特性的影響：獲得了工藝參數(shù)（預(yù)設(shè)爐溫、試樣溫度）和泡沫鋁合金發(fā)泡行為

2、及孔結(jié)構(gòu)的關(guān)系，成功制取了泡沫鋁硅、泡沫鋁銅合金；利用自制模具，直接制備出了壓縮性能試樣，對(duì)不同材質(zhì)、不同孔隙率、不同熱處理狀態(tài)的泡沫鋁合金的靜態(tài)壓縮性能進(jìn)行了測(cè)試分析；這些結(jié)果為下一步大尺寸泡沫鋁的研究及應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果表明： ⑴試樣溫度和預(yù)設(shè)爐溫是影響泡沫鋁發(fā)泡過(guò)程及孔結(jié)構(gòu)的主要因素。爐溫越高，升溫速度越快，發(fā)泡時(shí)間越短。試驗(yàn)條件下，預(yù)設(shè)爐溫在690℃-750℃范圍內(nèi)，試樣均能發(fā)泡充滿鋼管；試樣溫度在670℃-720

3、℃范圍內(nèi)，可獲得孔隙率在77％-82％、氣孔當(dāng)量園值徑在1．3mm-2．1mm、氣孔圓形度在0．67-0．84的泡沫鋁硅合金。泡沫鋁合金發(fā)泡演化過(guò)程包括孔的形核、長(zhǎng)大、合并和破裂等過(guò)程，對(duì)應(yīng)的孔形狀的變化是小孔徑球形、大孔徑球形、多邊形化。 ⑵三種不同材質(zhì)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線均分為三個(gè)階段：彈性變形階段，平臺(tái)區(qū)和密實(shí)階段，曲線形狀有較大的區(qū)別。泡沫純鋁的應(yīng)力-應(yīng)變曲線平臺(tái)區(qū)明顯，沒(méi)有起伏，表現(xiàn)出典型的塑性壓縮的特征；泡沫AlSi7的

4、應(yīng)力-應(yīng)變曲線在平臺(tái)區(qū)有輕微波動(dòng)；泡沫AlSi7Cu4的應(yīng)力-應(yīng)變曲在平臺(tái)區(qū)有較大應(yīng)力起伏，隨孔隙率不同起伏程度各異，表現(xiàn)出一定的脆性特征。相同孔隙率下，泡沫AlSi7Cu4的壓縮強(qiáng)度最大，泡沫AlSi7次之，泡沫純鋁最小；試驗(yàn)條件下，孔隙率在68％-76％范圍內(nèi)，泡沫AlSi7Cu4的壓縮強(qiáng)度為15-30MPa，泡沫AlSi7的壓縮強(qiáng)度為10-20MPa；泡沫純鋁的壓縮強(qiáng)度為5-10MPa。 ⑶孔隙率對(duì)泡沫鋁的壓縮性能有很大的