32、孔连通泡沫铝制备工艺研究

5.3小结

本章采用不同粒径的NaCl颗粒进行正交试验，并结合试验结果与理论分析，得到以下结论：

1. 采用加压渗流铸造法生产泡沫铝铸件时，在充型压力固定的条件下，关键在于合理选择和搭配颗粒预热温度与铝液浇注温度，使颗粒预热温度的控制尤为重要。

2. 合理选择上述因素，可以制备出孔隙率高、连通性好、有效长度较长的泡沫铝。

3. 试验认为较合理的参数组合为：

NaCl颗粒粒径10～20目：颗粒预热温度700℃，铝液浇注温度760℃；

NaCl颗粒粒径20～40目：颗粒预热温度650℃，铝液浇注温度760℃；

NaCl颗粒粒径40～60目：颗粒预热温度650℃，铝液浇注温度760℃。

在上述参数下制备的泡沫铝试件有效长度较长，孔隙率高，连通性好。

6.结论

本文对孔连通泡沫铝制备工艺进行了系统研究，主要结论如下：

1. 运用球体密堆积原理，理论计算得到型腔空隙率为74%。研究表明，以NaCl颗粒为型腔材料，可制备孔隙率达到70%以上的孔连通泡沫铝。泡沫铝孔隙率与球粒形状及堆积程度有关，孔径大小取决于球粒材料尺寸。

2. 根据毛细原理，从理论上计算采用渗流铸造法制备泡沫铝所需的充型压力，并据此选择试验所采用的充型压力。

3. 从传热学角度，理论计算NaCl颗粒预热温度和铝液浇注温度，并综合考虑NaCl颗粒熔化温度及铝液凝固温度，确定试验所选颗粒预热温度和铝液浇注温度范围。

4. 运用NaCl颗粒在一定温度下可烧结成型的原理制作成型体，解决颗粒漏出现象，保证泡沫铝具有良好的孔缝连通性。

5. 通过理论计算、温场分析及反复试验，设计并安装孔连通泡沫铝试件制备装置。考虑到浇注后脱模困难，将模具设计为锥度2°的锥形结构。

6. 选用粒径分别为10～20目、20～40目和40～60目的NaCl颗粒，颗粒预热温度分别设置为550℃、650℃和700℃，铝液浇注温度分别设置为740℃、760℃和780℃进行正交试验。结果表明，合理选择NaCl颗粒预热温度是制备孔连通泡沫铝的关键；适当提高铝液浇注温度有利于增加试件有效长度和孔隙率。NaCl颗粒粒径越大，在相同条件下制备的泡沫铝试件有效长度越长。最佳参数为：10～20目颗粒采用700℃预热、760℃浇注；20～40目及40～60目颗粒采用650℃预热、760℃浇注。

7. 在充型压力固定的前提下，采用加压渗流铸造法成功制备孔连通泡沫铝，并完成相关性能测试。结果表明，所得泡沫铝孔隙规则、均匀，连通性良好，孔隙率达到80%，试件尺寸为Φ30×60 mm。