泡法制备泡沫铝材料
熔体发泡法制备泡沫铝材料时将发泡剂加入金属铝的熔体中,发泡剂在一定
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f闭孔泡沫铝的制备技术及其应用
温度下热分解,释放气体。气体滞留于有一定黏度的金属熔体中,凝固成型后得到闭孔泡沫铝材料。
熔体发泡法制备闭孔泡沫铝材料工序简单,生产成本低,生产上普遍采用这种方法。但是,由于发泡剂分解较快,即从加入发泡剂到完成发泡之间的时间较短,需要采用高速搅拌,使发泡剂分散,并可以使气泡破碎,有助于气泡的均匀分布。
1普通熔体发泡法熔体直接发泡法适合于生产大规格的闭孔泡沫铝材料,其工艺流程如图33所示。此方法是先将一定量的铝或铝合金锭放到加热炉中熔化并将铝液温度调整到适当温度(一般为680℃720℃),然后将一定量的金属Ca(23)添加到铝熔体中进行搅拌5分钟,这样通过高亲氧性Ca元素在低速搅拌过程中形成稳定泡沫的各种颗粒,如CaO和CaAl2O4,Al4Ca和Al20CaT2及铝熔体自身氧化形成的Al2O3,这些细氧化物小颗粒和金属间化合物的形成增加了铝熔体的黏度,被称为增粘剂。根据铝熔体的合金成分调整好发泡温度,通过强力搅拌将115的TiH2均匀地分散到铝熔体中,氢化钛在铝熔体中的大量分解导致铝熔体快速膨胀,进而形成了高孔隙度的泡沫体。最后,通过快速冷却风冷或者水冷使得泡沫体在铸型中凝固形成泡沫铝材料。根据用途不同,对所得到的泡沫体锯切或者电火花加工等可以得到不同形状的泡沫铝材料。
图33熔体直接发泡示意图
2熔体注气发泡法熔体注气法也是一种适合于规模化生产的泡沫铝制备工艺,其工艺流程如图34所示。此工艺一般以金属基复合材料为原料,如采用DURALCANF3D20S型金属基复合材料等。这些基体材料一般是锻铝或者铸造铝合金以及含有1030volSiC颗粒的复合材料,基体材料中的这些颗粒主要用来提高发泡熔体的黏度,借此稳定所形成的泡沫体。将符合发泡条件的金属基复合材料熔化,通过旋转搅拌器上的小喷嘴向铝液中注入气体空气、氮气或者氩气等,用来形成均匀分散的气泡。气泡在浮力作用下向上运动并聚集在熔体的上表面,然后通过
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f闭孔泡沫铝的制备技术及其应用
传送带将上部聚集的液态泡沫拉出并冷凝形成泡沫铝材料。
图34熔体注气法示意图
3负压条件下的熔体发泡负压条件下熔体法炮法制备泡沫铝材料的工艺和熔体直接发泡法工艺类似,只不过是在真空条件下进行发泡,国内目前还处于试验阶段。先将一定量的铝或铝合金锭放到加热炉中熔化,并将铝液温度调整到720℃左右,然后r