功能梯度金属泡沫填充管在冲击载荷下的高效吸能

研究功能梯度泡沫填充管(FGFTs)在落锤冲击载荷作用下的变形行为和耐撞性.采用液态工艺制备的闭孔泡沫铝、A356合金泡沫和锌泡沫作为轴向梯度填料,用于制备不同构造的单层和多层结构.结果表明,多层泡沫填充管的变形由低强度部位开始,然后通过应力的逐渐增加在高强度部位中扩展.使用更多的A356合金和泡沫铝层可为梯度结构提供...     

吹气法制备泡沫铝的性能

基于吹气法制备A356基泡沫铝工艺,采用高速搅拌并分批连续加入粉末的方式,避免熔体中颗粒分布不均匀的问题;采用静置吹气头通入压缩空气发泡,通过设计和控制气路,制备出不同孔径、不同壁厚、稳定的泡沫铝.结果表明A356基泡沫铝是一种典型的塑性泡沫材料,泡孔呈十四面体形状,泡壁较薄,厚度小于150μm,可控的泡孔平均直径范围很宽,为10～25mm;泡沫铝在致密化阶段的塑性变形量可达70%以上;不作任何预处理的泡沫铝在高频率声波下的吸声系数可达0.9以上;在泡沫样品后设置0～70mm空腔,其在低频率声波下的吸声性能显著提高;所制备的泡沫铝具有较好的声学性能和力学性能.     

熔体吹气发泡法制备泡沫铝的试验研究

利用熔体吹气发泡法制备闭孔泡沫铝的工艺以及工艺参数对发泡效果的影响,发现以铝硅合金为原料,Al2O3颗粒为增粘剂制备的泡沫铝孔隙率达90%以上,气孔均匀的泡沫铝其工艺参数为：发泡温度为750～780 ℃,增粘颗粒体积分数为10%～15%,气体流量为0.5～1.5 L/min.研究表明,熔体吹气发泡法制备泡沫铝简单、高效,制备样品孔隙率高,是一种有较好开发前景的制备方法.     

低过热度浇注半固态A356合金初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了半固态A356合金浆料,研究了半固态初生相形貌的分形维数和计算方法.应用MATLAB软件编制了相应的计算程序,对半固态A356合金初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算.结果表明,低过热度浇注制备的A356铝合金初生相形貌属于一种分形结构,不同工艺条件下制备的半固态A356合金的初生相形貌有不同的分形维数;应用分形维数的计算结果可研究半固态A356合金初生相的形貌及其组织性能.     

AlSi12合金泡沫的真空发泡制备工艺研究

为克服现有熔体发泡制备泡沫铝工艺中发泡剂含量高所带来的成本高、分散性差、与发泡工艺匹配难、降低材料性能等负面影响,本文采用新型真空发泡法制备AlSi12合金泡沫,并对其中的初始气孔及真空发泡AlSi12合金泡沫孔结构的形成及控制工艺进行了研究,结果表明：（1）AlSi12合金在620℃熔化保温1h、添加1%SiC和2?以2000r/min的速度搅拌10min增粘、添加微量（0.02%wt）TiH2以2000r/min的速度搅拌6min的条件下可获得均匀细小的初始气孔;（2）在真空度为5Pa下发泡10s,真空下冷却6min的条件下,获得了平均孔径2.4mm,孔隙率83.7%,孔结构均匀的AlSi12合金泡沫;（3）初始气孔以SiC、Al2O3、SiO2等第二相为气泡非均质形核的核心。     

泡沫铝半固态制备工艺及组织研究

针对闭孔泡沫铝制备过程中孔结构控制问题,提出了一种基于半固态成形技术的两步法泡沫铝制备新工艺[即先用半固态成形技术制备预制体,再用二次加热发泡法(Semi-solid foaming)]-SSF法发泡。就SSF法的基本工艺参数对发泡过程和孔结构的影响以及工艺参数的优化等问题进行了研究。结果表明,SSF法可以控制TiH2的分解时间,实现二次发泡工艺,获得孔结构较均匀、孔隙率为74.6%、孔径范围为2.1～3.2mm(平均值为2.3mm)、平均圆度为0.812的泡沫铝硅合金。试验条件下的最佳工艺参数:搅拌温度为580℃,搅拌时间为0.5min,搅拌速度为1200r/min,二次发泡炉温为720℃,加热时间为15min。     

SiCP增强泡沫铝基复合材料的制备工艺研究

将SiC颗粒增强铝基复合材料的制备技术与泡沫铝熔体发泡技术相结合,探索了制备SiC颗粒增强泡沫铝基复合材料的工艺方法。讨论了SiC颗粒与铝基体之间存在的润湿性,界面反应以及SiC颗粒在熔体中沉降等问题,通过选择合适的合金成分,对SiC颗粒进行预处理,采用特定的搅拌和发泡等一系列工艺方案成功地予以解决。在熔体发泡过程中,通过严格控制发泡温度、搅拌速度和搅拌时间等工艺参数,制得了孔隙率基本可调,SiC颗粒和孔洞分布均匀的泡沫铝样品。     

AlSi12合金泡沫的真空发泡制备工艺

为克服现有熔体发泡制备泡沫铝工艺中发泡剂TiH_2含量高所带来的成本高、分散性差、与发泡工艺匹配难、降低材料性能等负面影响,采用新型真空发泡法制备Al Si12合金泡沫,并对其中的初始气孔及真空发泡AlSi12合金泡沫孔结构的形成及控制工艺进行研究。结果表明:AlSi12合金在620℃熔化保温1 h、添加1%Si C和2%Ca以2000 r/min的速度搅拌10 min增粘、添加微量(0.02%,质量分数)Ti H2以2000 r/min的速度搅拌6 min的条件下可获得均匀细小的初始气孔;在真空度为5 Pa下发泡10 s,真空下冷却6 min的条件下,获得了平均孔径2.4 mm,孔隙率83.7%,孔结构均匀的AlSi12合金泡沫;初始气孔以SiC、Al_2O_3、SiO_2等第二相为气泡非均质形核的核心。     

泡沫铝芯填充合金的制造工艺技术研究

介绍了熔体发泡法制备泡沫铝的工艺方法,分析了增粘剂加入量、TiH2加入量和保温发泡时间对泡沫孔结构的影响.得出了制备具有均匀孔结构泡沫铝的工艺参数.     

吹气法制备泡沫铝单炉发泡工艺中熔体剩余比例的预测

指出吹气法制备泡沫铝的单炉发泡工艺必定会有熔体剩余,并进行了实验验证。建立了单炉发泡工艺中颗粒含量和吹气深度的微分方程,其边界条件就是泡沫的稳定判据公式。对含公称直径9μm Al2O3颗粒的两个A356铝合金发泡过程进行了计算,并与实验值比较。结果表明:计算时,尽管由于将颗粒直径和吸附系数取为定值,使计算存在误差,但结论仍然合理可信;为减少单炉发泡过程的熔体剩余,应该提高颗粒含量和初始吹气深度,减小颗粒尺寸和临界覆盖率。     

Role of Temperature and SiC<Subscript>P</Subscript> Parameters in Stability and Quality of Al-Si-Mg/SiC Foams

Composites of Al-Si-Mg (A356) alloy with silicon carbide particles were synthesized in-house and foamed by melt processing using titanium hydride as foaming agent. The effects of the SiC_P size and content, and foaming temperature on the stability and quality of the foam were explored. It was observed that the foam stability depended on the foaming temperature alone but not on the particle size or volume percent within the studied ranges. Specifically, foam stability was poor at 670°C. Among the stable foams obtained at 640°C, cell soundness (absence of/low defects, and collapse) was seen to vary depending on the particle size and content; For example, for finer size, lower particle contents were sufficient to obtain sound cell structure. It is possible to determine a foaming process window based on material and process parameters for good expansion, foam stability, and cell structure.     

泡沫铝制备工艺的改进及关键问题探讨

对熔体发泡法制备闭孔泡沫铝的工艺进行了改进，并研究了发泡过程中TiH2加入量和粒度对泡沫铝孔隙率的影响。改进后的泡沫铝生产工艺在工业化生产方面具有很好地推广价值，主要体现在连续性生产和能源综合利用方面。试验证实：随着TiH2加入量增加，泡沫铝孔隙率不断增加；随着TiH2粒度的加大，孔隙率先逐渐减小后增加。     

以TiH_2为发泡剂制备泡沫铝的研究现状

探讨了发泡剂发泡法、粉末冶金发泡法、累积叠轧焊法中以TiH2为发泡剂制备泡沫铝的研究进展.在发泡剂发泡法中,对TiH2发泡剂高温下分解过快问题采取了热处理、化学改性、包覆等方法以减缓其释气速率,使泡沫铝生产易于控制;在粉末冶金发泡法、累积叠轧焊法制备泡沫铝夹心板的过程中,后者更有利于TiH2发泡剂的均匀分布.     

硼酸盐熔体中内生气源发泡性能方程的发泡和消泡系数

建立了由分解反应产生的内生气源在熔渣中发泡过程方程,并给出了泡沫高度与时间的数学关系式,通过试验测定了碳酸盐分解产生的内生气源,在不同含量ＣａＯ和ＭｇＯ的Ｎａ２Ｂ４Ｏ７熔体发泡过程中泡沫高度的变化,应用试验数据确定了在不同条件下发泡过程方程中的生泡和消泡系数,并讨论了影响这两个系数的各种因素,温度,发泡剂的业度和种类及熔渣在分均影响发泡过程,发泡剂浓度对泡沫高度均影响明显,而对“大理石”而言,温度     

内生气源发泡过程的平均发泡寿命和发泡强度

对平均发泡和发泡强度的定义和适用条件进行了分析，并辅以发泡和消泡系数来定量描述内生气源条件下熔体的发泡行为，利用碳酸盐分解产生的内生气源在Ｎａ２Ｂ４Ｏ７熔渣中发泡方程的简化公式和试验数据可以确定在坩埚直径、渣高度和发泡剂的粒度变化时的发泡和消泡系数及平均发泡寿命和发泡强度，由此可对不同条件下的发泡过程进行定量比较。     

Continuous cleaning of A356 alloy melt using high frequency electromagnetic field

A set of device for electromagnetic separation (EMS) was designed and applied to process the continuous flowing melt. Tensile test was employed to compare effect of electromagnetic separation with that of the traditional processes. Compared with filtration by ceramic foam filter and process without filtration, multiple process combined with filtration and electromagnetic separation can effectively remove most of inclusions with diameter finer than 10μm in A356 alloy casting, hence improve its tensile properties. After being processed by electromagnetic filtration,the tensile strength of A356 scrap is enhanced by 8.27%, approaching the level of fresh A356 alloy.     

Heat Treatment of Closed-Cell A356 + 4 wt.%Cu + 2 wt.%Ca Foam and Its Effect on the Foam Mechanical Behavior

In this investigation, aluminum-silicon alloy foam is developed by adding certain amounts of copper and calcium elements in A356 alloy. Addition of 4 wt.%Cu + 2 wt.%Ca to the melt changed bubbles morphology from ellipsoid to spherical by decreasing Reynolds number and increasing Bond number. Compression behavior and energy absorption of the foams are assessed before and after aging. Solid solution treatment and aging lead to the best mechanical properties with 170% enhancement in yield strength and 185% improvement in energy absorption capacity as compared to non-heat-treated foams. The metallographic observations showed that bubbles geometry and structure in the A356 + 4wt.% Cu + 2 wt.%Ca foam are more homogeneous than the A356 foam.     

泡沫铝发泡初期孔隙及气泡的形成与扩展

通过采用粉体致密化浸入式快速加热新工艺制备泡沫铝技术，研究了泡沫铝发泡早期气泡形成特征、早期气泡孔径结构特点及动态变化规律。结果表明：泡沫铝发泡历经以微膨胀、显著膨胀和塌陷收缩为特征的3个主要阶段；在发泡初期，微膨胀形成的机制主要是TiH2分解的H2，并受其受力状态所决定的，由此形成的裂纹式孔隙主要在固态，扩展方向呈横向特征。预制块的显著膨胀主要是由于TiH2的持续分解使裂纹式孔隙扩展长大的结果。由于新工艺加热升温迅速，发泡时间由一般的10min缩短为30—150s，使预制块固液态转换时间大大缩短，有效地提高了均匀发泡的动力学条件，同时还提高了TiH2的利用率。     

Effect of melt pulse electric current and thermal treatment on A356 alloy

Effects of the melt pulse electric current and thermal treatment on solidification structures of A356 alloy were investigated.In the experiments.the low temperature melt(953K and 903K)treated by pulse electric current was mixed with high temperature metl(1223K).By the control experiments,the results show that the solidification structure of A356 alloy is refined apparently by the pulse electric current together with melt thermal treatment process,and the mechanical properties.especially the elongation ratio of the specimen treated is improved greatly.The structure change of the melt by pulse electric current and melt thermal treatment is the main reason for the refinement of the solidification structure of A356 alloy.