PDF《压制方式对闭孔泡沫铝泡孔结构的影响》

8 ] ・ 在这些压制方法中 ,热压、 挤压或者轧制适用于成型能力较差的脆性铝 合金粉末 ,而对于变形能力较好的塑性纯铝粉而 言 ,虽然有文献报道过采用冷压就能达到致密化 的目的[9 ] ,但是对以纯铝粉为基体材料的粉末混 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 合物冷压再烧结的研究目前还没有报道过・ 本文作者研究了在压制模具内表面充分润滑 的条件下的单轴向压制方式(包括冷压和热压) 和 冷压后的前驱体烧结对以纯铝粉为基体材料的泡 沫铝泡孔结构和准静态压缩性能的影响 ,并通过 比较实验来尝试确定最佳压制工艺・

1 实验1.

1 实验原料 本实验中所使用的基体材料是通过空气雾化 的方法制备的铝粉末 ,发泡剂氢化钛和添加剂镁 粉是市场上购买的 ・ 采用Malvern Mastersizer

2000 激光粒度分析仪对实验中所用的粉末进行 粒度分析 ,粉末粒度的具体特性如表

1 所示・ 表1实验中所使用粉末的物理特征 Table

1 Physical characteristics of powdered materials used in experiment 材料质量分数/ % 中位径/μm Al 粉≥99.

0 117.

078 TiH2 粉99.

6 32.

544 Mg 粉≥98.

0 129.

325 1.

2 实验方法 本实验采用的是单轴向压制方式 ,将质量分 数为

110 %的Mg 粉和

110 %氢化钛同铝粉在行 星式球磨机进行混料 ,混料时间为

2 h ,混料的球 料比为 216∶ 1・ 压制凹模为内径

50 mm 普通工具 钢模具 ,冷压压强分别为

200 ,400 ,600 MPa ;

然后 对400 MPa 冷压后前驱体进行热压 ,即将经过

450 ℃ 保温

30 min 的前驱体放入到经过

350 ℃ 保温1h的压制模具内 ,在400 MPa 的压强下保压

10 min 得到热压前驱体 ;

冷压和热压都采用二硅 化钼润滑脂润滑模具内壁 ,以保证模具内壁的充 分润滑 ;

为了同冷压和热压的致密度比较 ,对冷压 后前驱体进行

450 ℃+

1 h 的空气烧结处理・ 发泡采用了额定功率为

5 kW 的直径为

200 mm ,深度为

250 mm 的井式坩埚电阻炉 ,预先将 发泡炉温度升到

800 ℃ 后将各种条件下制备的泡 沫铝前驱体放入到炉内进行保温发泡 ,在一定的 发泡时间内取出发泡后的泡沫体 ,通过水冷得到 泡沫铝材料・ 1.

3 检测方法 采用线切割的方法将泡沫铝材料沿着其纵轴 中心线切开 ,然后利用分辨率为

300 dpi 扫描仪来 表征泡孔的表观形貌 ;

利用 TH140 型数显里氏硬 度计测定各种条件下制备的前驱体表面硬度 ;

采用SSX -

550 型扫描电镜分析压制后前驱体的微 观形貌 ;

对不同条件下制备的泡沫铝材料在 CM T -

5105 型万能力学性能试验机上进行准静态压 缩实验・

2 结果与讨论 2.

1 压制压强对泡孔结构的影响 图1为前驱体端面硬度测定点示意图・ 图2显示了不同压制压强下上表面的硬度分布・ 其中 图2横坐标中

0 的位置为前驱体端面中心 ,也即 图1示意图中的圆心位置・ 从图

2 中可以看出 ,

200 MPa 的压制压强相对于

400 和600 MPa 的压 强而言 ,硬度相差较大 ,而400 和600 MPa 的硬度 值相差较小・ 这主要是由于压制压强达到一定程 度后 ,前驱体的致密度已经达到了铝粉压制的致 密度极限值 ,过高的压制压强导致其在硬度上的 变化不明显・ 因此对于以工业纯铝粉为基体材料 的前驱体而言 ,400 MPa 的压制压强就足够了 ,过 大压制压强可能会导致前驱体出现裂纹和不必要 的能量消耗・ 从图