泡沫镁合金制备工艺及压缩性能研究

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1、泡沫镁合金制备工艺及压缩性能研究中文摘要泡沫金属作为一种新型的多孔功能材料，其特殊的结构及性能特征将使其在高科技领域及一般工业领域受到越来越广泛的应用。制备泡沫镁合金，可以有效利用镁合金的优越的力学性能，而且可以拓宽泡沫金属和镁合金的产品丌发和应用范围。本文根据真空渗流铸造原理，以NaCI粒子为充填介质，向粒子间隙中浇入镁合金液，成功地制造出具有三维贯通结构的泡沫镁合金，解决了模具设计、粒子脱溶等技术难题。系统研究了粒子预热温度、金属液浇注温度和真空度三个工艺参数对真空渗流铸造过程的影响，并进行了理论分析。在成功利用真空渗流法制备泡沫镁合金的基础上，提出了利用聚氨酯海绵为母体制备

2、的多孔石膏型，制备具有同海绵结构相似的海绵状泡沫镁合金。泡沫金属具有优良的缓冲吸能作用，研究其在静动态载荷作用下的压缩力学变形行为和吸能性能具有重要的意义。本文研究了泡沫镁合金在静态载荷作用下的压缩性能。研究结果表明：(1)真空渗流铸造工艺中，NaCI粒子充填工艺为分层紧实。浇注工艺参数为：粒子预热温度为550．600。C，镁液浇注温度为730℃，真空度为一O．02～一O．04Mpa。溶出措施为：流水冲洗，用特制溶液进行浸泡，然后用高压水清洗，高压空气吹干试样，这样可以保证在溶出过程中泡沫镁合金不被腐蚀。所得试样的孔结构参数为：孔径为O．1．1．6mm，孔隙率为50％．70％。(

3、2)利用多孔石膏型可以制得具有海绵状结构的泡沫镁合金。石膏混合料的配制工艺为：硫酸镁加入量为石膏的16％，水固比确定为O．55，搅拌时间为2"-'3分钟。石膏型处理工艺为逐步加热和保温。浇注工艺参数为：石膏型的预热温度为5500c，浇注温度730。C，真空度为．0．04Mpa。采用水溶加微震的石膏清理工艺。采用气体保护的方法解决了浇注过程中的爆炸和燃烧问题。试样的孔结构对于所用聚氨酯海绵具有继承性，孔结构参数为：孔径5mm，孔隙率94％。(3)通过实验得到不同孔结构的泡沫镁合金的变形过程和应力．应变曲线。泡沫镁合金变形机制为脆性断裂。应力应变曲线分为弹性变形、应力平台阶段、密实化

4、阶段。基体材料、相对密度、孔径大小等因素对泡沫铝的压缩曲线形状有不同程度的影响。同一种材料的泡沫金属，其屈服应力随相对密度增大而增大，平台区相应变窄。孔径对屈服应力的影响不大。关键词：泡沫金属；泡沫镁；真空渗流；石膏型；结构；压缩性能ⅡPREPARATIONANDCOMPRESSIONPROPERTYOFFOAMEDMAGNESIUMALLOYABSTRACTFoamedmetalasanewtypeofporousfunctionmaterial，duetoitsspecialstmctureandperformancecharacteristics，willbewidlyap

5、plledmhigh．technicareasandgeneralindustrialfields．Thesuperiormechanlcalpropertiesofmagnesiumalloywilleffectivelyused，productdevelopmentand即plyingfieldoffoamedmetalandmagnesiumalloybewldenbYpreparingfoamedmagnesium·Foamedmagnesiumwassuccessfullypreparedbyvacuumm士1ltratloncasting，inthisprocessN

6、aCIparticleswereadopted．ThediewasratlonallYdesigned．Theparticlecleaningtechnicwaspresented．Threeparameters(preheatingtemperatureofparticle，pouringtemperatureofMgandVacuumdegree、Iofinfiltrationprocessweretheoreticallyanalyzedanddete彻1ned·Basedonthevacuuminfiltrationprocess，sponginessMgalloywas

7、preparedusingporousplastermoldmadewithspongematrlx·Foamedmetalshavegoodshockandenergyabsorptionproperty·It1simportanttostudyitscompressiondeformationbehaviorandenergYabsorptionproperty．Inthispaperthequasi—staticcompressionproPertyoffoamedMgwa