6、孔連通泡沫鋁制備工藝研究

1. 金屬液澆注溫度及粒子預(yù)熱溫度

在一定溫度和壓力下，液態(tài)金屬可滲入的微小當(dāng)量尺寸。 

r= ﹣(2f·cosθ)/(phg-Δp)                   (1)

式中：

r: 微小縫隙當(dāng)量半徑；

p: 液態(tài)金屬的密度；

g: 重力加速度；

h: 液態(tài)金屬的有效高度；

△p: 作用于金屬液上的過(guò)剩壓力；

f: 金屬液的表面張力；

θ: 金屬液與珠粒間的接觸角；

另一方面，金屬液的表面張力隨溫度T的升高而下降。

F=K(M/ρ)^-2/3·（Te-T）                    (2)     

(2)式中：

M: 金屬的克分子重量；

p: 液態(tài)金屬的密度；

Te: 液態(tài)金屬的蒸發(fā)溫度；

T: 金屬液溫度(鋁液澆注溫度)；

K: 系數(shù)。

故有： r=﹣[2K(M/ρ)^-2/3·（Te-T）·cosθ]/(phg-Δp)       (3)

可見(jiàn)，金屬液溫度越高，能夠滲入珠粒間的縫隙越小。在實(shí)際澆注過(guò)程中，隨金屬液在珠粒縫隙間的滲流，出于熱交換，金屬液的溫度越來(lái)越低，表面張力越來(lái)越大，難以滲入珠粒間的尖角處。

2. 充型壓力及保壓時(shí)間

公式(3)還反應(yīng)了充型壓力對(duì)滲流鑄造泡沫金屬孔洞連通程度的影響，充型壓力與模具內(nèi)的背壓差值△p越大，可充填縫隙越小，澆注過(guò)程中，從澆口到排氣口，金屬液所受的壓力呈梯度下降，其結(jié)果與溫度的影響一致。

充型保壓時(shí)間也直接影響泡沫金屬孔洞的連通性，一次性瞬時(shí)加壓比長(zhǎng)時(shí)間保壓或多次加壓的孔洞連通性更好。

2.3工藝因素對(duì)壓滲長(zhǎng)度的影響

1. 外加壓力對(duì)壓滲長(zhǎng)度的影響

外加壓力必須大于浸滲時(shí)的壓力損失、摩擦阻力、毛細(xì)孔阻力和氣體反壓之和，鋁液的壓滲過(guò)程才能進(jìn)行，增加外加壓力將對(duì)壓滲長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，壓力的增加使浸透速度加快，但外加壓力超過(guò)一定的限度后，壓力會(huì)將粒子壓碎，細(xì)小的粒子將填充流道，這樣反而增加了壓滲時(shí)的阻力。

2. 模具和粒子的預(yù)熱溫度對(duì)壓滲長(zhǎng)度的影響

壓滲長(zhǎng)度隨模具和NaCl粒子預(yù)熱溫度的增加而增加。增加預(yù)熱溫度將減輕鋁液與粒子及模具型壁間的熱交換強(qiáng)度。當(dāng)預(yù)熱溫度較低時(shí)，鋁液一經(jīng)與填充粒子和模具接觸，就有可能在粒子表面凝固，從而造成過(guò)流通道半徑的減小。