18、孔連通泡沫鋁制備工藝研究

4.模具及NaCl粒子的預(yù)熱燒結(jié)

將模具與底部排氣孔座（即銅絲網(wǎng)）裝配好放入電阻爐中，再填充NaCl粒子，然后一并預(yù)熱到所需溫度。在上述預(yù)熱過程中，除控制爐膛溫度外，還需用熱電偶插入爐內(nèi)測(cè)量NaCl粒子溫度。預(yù)熱燒結(jié)及測(cè)溫時(shí)均應(yīng)將模具上口與爐口蓋住。

模具和粒子的預(yù)熱是泡沫鋁制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。預(yù)熱溫度影響泡沫鋁成形能力，預(yù)熱溫度和預(yù)熱方式對(duì)泡沫鋁的內(nèi)在質(zhì)量至關(guān)重要，預(yù)熱溫度高有利于鋁液滲透能力的提高，預(yù)熱溫度低則金屬液前沿很快凝畫，成形能力降低。

5.熔化爐到保溫爐

鋁液應(yīng)該在稍高于所需溫度下進(jìn)行輸送。這樣輸送時(shí)應(yīng)避免鋁液溫度有很大的波動(dòng)，而且，鋁液應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)輸送到保溫爐。

在輸送熔化鋁過程中，時(shí)常遇到的問題是金屬攪動(dòng)的危害。出于鋁與氧間有強(qiáng)烈的親合力，它對(duì)因攪動(dòng)而產(chǎn)生的危害特別敏感。在鋁液輸送中形成的氧化鋁，它的密度幾乎等于鋁的密度，并以薄片形式被帶入鑄模。非金屬夾雜物可導(dǎo)致流動(dòng)性降低，使表面光潔度不佳。本實(shí)驗(yàn)熔化鋁時(shí)，為清除鋁液中的雜質(zhì)，放入NaF、KC1和NaCl試劑(各占比例為10%、20%、70%)。本實(shí)驗(yàn)采用手工澆注，澆注時(shí)將浮渣覆蓋層推開，從而充入最少的浮渣夾雜物。

6.澆注

將用電阻坩堝爐熔化精煉處理的鋁液澆入預(yù)熱好的模具與NaC1粒子中，澆注溫度為720℃—780℃。澆注完畢即迅速用壓頭加壓，使鋁液在壓力作用下往粒子填充層中滲流，充壓保持時(shí)間為50—70S。鋁液滲流到一定深度后，因凝固而停止，然后卸除壓力，將模具連同試件一并從爐中取出，卸下排氣孔座，頂出試件。

為順利滲流，鋁液應(yīng)有一定的過熱度，并保持一定時(shí)間，使金屬液在一定壓力下結(jié)晶，金屬組織會(huì)更致密。加壓速度要適當(dāng)，過快可能建立不起壓力，過慢會(huì)導(dǎo)致金屬液凝固使?jié)B流通道堵塞而不能成形。圖3.21是滲流鑄造工藝流程圖。

7.加工與清洗

鑄件冷卻后即可進(jìn)行加工。由于它是金屬和粒子的復(fù)合體，既具有金屬的韌性，又具有一定的脆性，故加工性能好。可切削成各種要求的形狀尺寸，然后將零件在溶劑中清洗干凈，得到成品。這里要注意兩點(diǎn)：

（1）加工時(shí)一定要帶NaCl粒子加工，然后洗去NaCl粒子，否則會(huì)因切削變形而堵死或減小加工面的網(wǎng)孔：

（2）泡沫鋁鑄件中的NaCl粒子一定要清洗干凈，否則存放一段時(shí)間后余NaCl會(huì)滲出表面而布滿白色鹽霜。

3.3小結(jié)

本章運(yùn)用毛細(xì)原理、傳熱學(xué)原理，在理論上計(jì)算出了鑄造泡沫鋁所需的充型壓力、預(yù)熱溫度、鋁液溫度，并通過計(jì)算設(shè)計(jì)了試驗(yàn)裝置。又運(yùn)用球體密堆積原理計(jì)算了型腔空隙率，通過計(jì)算證明了以珠粒料為型腔完全可以制出高孔隙率的泡沫鋁，也證明了孔隙率與珠粒形狀及堆積程度有關(guān)，而與珠粒大小(半徑)無關(guān)。本章詳細(xì)地給出了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程及其技術(shù)關(guān)鍵。