6、孔连通泡沫铝制备工艺研究

1. 金属液浇注温度及粒子预热温度

在一定温度和压力下，液态金属可渗入的微小当量尺寸。 

r= ﹣(2f·cosθ)/(phg-Δp)                   (1)

式中：

r: 微小缝隙当量半径；

p: 液态金属的密度；

g: 重力加速度；

h: 液态金属的有效高度；

△p: 作用于金属液上的过剩压力；

f: 金属液的表面张力；

θ: 金属液与珠粒间的接触角；

另一方面，金属液的表面张力随温度T的升高而下降。

F=K(M/ρ)^-2/3·（Te-T）                    (2)     

(2)式中：

M: 金属的克分子重量；

p: 液态金属的密度；

Te: 液态金属的蒸发温度；

T: 金属液温度(铝液浇注温度)；

K: 系数。

故有： r=﹣[2K(M/ρ)^-2/3·（Te-T）·cosθ]/(phg-Δp)       (3)

可见，金属液温度越高，能够渗入珠粒间的缝隙越小。在实际浇注过程中，随金属液在珠粒缝隙间的渗流，出于热交换，金属液的温度越来越低，表面张力越来越大，难以渗入珠粒间的尖角处。

2. 充型压力及保压时间

公式(3)还反应了充型压力对渗流铸造泡沫金属孔洞连通程度的影响，充型压力与模具内的背压差值△p越大，可充填缝隙越小，浇注过程中，从浇口到排气口，金属液所受的压力呈梯度下降，其结果与温度的影响一致。

充型保压时间也直接影响泡沫金属孔洞的连通性，一次性瞬时加压比长时间保压或多次加压的孔洞连通性更好。

2.3工艺因素对压渗长度的影响

1. 外加压力对压渗长度的影响

外加压力必须大于浸渗时的压力损失、摩擦阻力、毛细孔阻力和气体反压之和，铝液的压渗过程才能进行，增加外加压力将对压渗长度产生影响，压力的增加使浸透速度加快，但外加压力超过一定的限度后，压力会将粒子压碎，细小的粒子将填充流道，这样反而增加了压渗时的阻力。

2. 模具和粒子的预热温度对压渗长度的影响

压渗长度随模具和NaCl粒子预热温度的增加而增加。增加预热温度将减轻铝液与粒子及模具型壁间的热交换强度。当预热温度较低时，铝液一经与填充粒子和模具接触，就有可能在粒子表面凝固，从而造成过流通道半径的减小。