泡沫鎂合金制備工藝及壓縮性能研究.pdf

1、泡沫金屬作為一種新型的多孔功能材料，其特殊的結(jié)構(gòu)及性能特征將使其在高科技領(lǐng)域及一般工業(yè)領(lǐng)域受到越來越廣泛的應(yīng)用。制備泡沫鎂合金，可以有效利用鎂合金的優(yōu)越的力學(xué)性能，而且可以拓寬泡沫金屬和鎂合金的產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用范圍。 本研究根據(jù)真空滲流鑄造原理，以NaCl粒子為充填介質(zhì)，向粒子間隙中澆入鎂合金液，成功地制造出具有三維貫通結(jié)構(gòu)的泡沫鎂合金，解決了模具設(shè)計(jì)、粒子脫溶等技術(shù)難題。系統(tǒng)研究了粒子預(yù)熱溫度、金屬液澆注溫度和真空度三個(gè)工藝參數(shù)

2、對(duì)真空滲流鑄造過程的影響，并進(jìn)行了理論分析。在成功利用真空滲流法制備泡沫鎂合金的基礎(chǔ)上，提出了利用聚氨酯海綿為母體制備的多孔石膏型，制備具有同海綿結(jié)構(gòu)相似的海綿狀泡沫鎂合金。泡沫金屬具有優(yōu)良的緩沖吸能作用，研究其在靜動(dòng)態(tài)載荷作用下的壓縮力學(xué)變形行為和吸能性能具有重要的意義。 本文研究了泡沫鎂合金在靜態(tài)載荷作用下的壓縮性能。結(jié)果表明：①真空滲流鑄造工藝中，NaCl粒子充填工藝為分層緊實(shí)。澆注工藝參數(shù)為：粒子預(yù)熱溫度為550-600

3、℃，鎂液澆注溫度為730℃，真空度為-0．02～-0．04Mpa。溶出措施為：流水沖洗，用特制溶液進(jìn)行浸泡，然后用高壓水清洗，高壓空氣吹干試樣，這樣可以保證在溶出過程中泡沫鎂合金不被腐蝕。所得試樣的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)為：孔徑為0．1-1．6mm，孔隙率為50％-70％。②利用多孔石膏型可以制得具有海綿狀結(jié)構(gòu)的泡沫鎂合金。石膏混合料的配制工藝為：硫酸鎂加入量為石膏的16％，水固比確定為0．55，攪拌時(shí)間為2～3分鐘。石膏型處理工藝為逐步加熱和保溫

4、。澆注工藝參數(shù)為：石膏型的預(yù)熱溫度為550℃，澆注溫度730℃，真空度為-0．04Mpa。采用水溶加微震的石膏清理工藝。采用氣體保護(hù)的方法解決了澆注過程中的爆炸和燃燒問題。試樣的孔結(jié)構(gòu)對(duì)于所用聚氨酯海綿具有繼承性，孔結(jié)構(gòu)參數(shù)為：孔徑5mm，孔隙率94％。③通過實(shí)驗(yàn)得到不同孔結(jié)構(gòu)的泡沫鎂合金的變形過程和應(yīng)力-應(yīng)變曲線。泡沫鎂合金變形機(jī)制為脆性斷裂。應(yīng)力應(yīng)變曲線分為彈性變形、應(yīng)力平臺(tái)階段、密實(shí)化階段?；w材料、相對(duì)密度、孔徑大小等因素對(duì)泡沫