18、孔连通泡沫铝制备工艺研究

4.模具及NaCl粒子的预热烧结

将模具与底部排气孔座（即铜丝网）装配好放入电阻炉中，再填充NaCl粒子，然后一并预热到所需温度。在上述预热过程中，除控制炉膛温度外，还需用热电偶插入炉内测量NaCl粒子温度。预热烧结及测温时均应将模具上口与炉口盖住。

模具和粒子的预热是泡沫铝制作的关键环节。预热温度影响泡沫铝成形能力，预热温度和预热方式对泡沫铝的内在质量至关重要，预热温度高有利于铝液渗透能力的提高，预热温度低则金属液前沿很快凝画，成形能力降低。

5.熔化炉到保温炉

铝液应该在稍高于所需温度下进行输送。这样输送时应避免铝液温度有很大的波动，而且，铝液应在短时间内输送到保温炉。

在输送熔化铝过程中，时常遇到的问题是金属搅动的危害。出于铝与氧间有强烈的亲合力，它对因搅动而产生的危害特别敏感。在铝液输送中形成的氧化铝，它的密度几乎等于铝的密度，并以薄片形式被带入铸模。非金属夹杂物可导致流动性降低，使表面光洁度不佳。本实验熔化铝时，为清除铝液中的杂质，放入NaF、KC1和NaCl试剂(各占比例为10%、20%、70%)。本实验采用手工浇注，浇注时将浮渣覆盖层推开，从而充入最少的浮渣夹杂物。

6.浇注

将用电阻坩埚炉熔化精炼处理的铝液浇入预热好的模具与NaC1粒子中，浇注温度为720℃—780℃。浇注完毕即迅速用压头加压，使铝液在压力作用下往粒子填充层中渗流，充压保持时间为50—70S。铝液渗流到一定深度后，因凝固而停止，然后卸除压力，将模具连同试件一并从炉中取出，卸下排气孔座，顶出试件。

为顺利渗流，铝液应有一定的过热度，并保持一定时间，使金属液在一定压力下结晶，金属组织会更致密。加压速度要适当，过快可能建立不起压力，过慢会导致金属液凝固使渗流通道堵塞而不能成形。图3.21是渗流铸造工艺流程图。

7.加工与清洗

铸件冷却后即可进行加工。由于它是金属和粒子的复合体，既具有金属的韧性，又具有一定的脆性，故加工性能好。可切削成各种要求的形状尺寸，然后将零件在溶剂中清洗干净，得到成品。这里要注意两点：

（1）加工时一定要带NaCl粒子加工，然后洗去NaCl粒子，否则会因切削变形而堵死或减小加工面的网孔：

（2）泡沫铝铸件中的NaCl粒子一定要清洗干净，否则存放一段时间后余NaCl会渗出表面而布满白色盐霜。

3.3小结

本章运用毛细原理、传热学原理，在理论上计算出了铸造泡沫铝所需的充型压力、预热温度、铝液温度，并通过计算设计了试验装置。又运用球体密堆积原理计算了型腔空隙率，通过计算证明了以珠粒料为型腔完全可以制出高孔隙率的泡沫铝，也证明了孔隙率与珠粒形状及堆积程度有关，而与珠粒大小(半径)无关。本章详细地给出了整个实验过程及其技术关键。