本文關(guān)鍵詞： 粉末冶金 尿素 泡沫鋁合金 熱處理 吸能　出處：《中國民航大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：泡沫鋁因其獨特的結(jié)構(gòu)特點而具有很多優(yōu)異的性能,包括有隔音、降噪、吸能等;作為一種新型的功能材料,目前已經(jīng)逐步應(yīng)用于航空、航天、電子、能源等工業(yè)與科技領(lǐng)域。此外,2024和6061鋁合金材料具有密度小、比強度高、耐腐蝕等特點,可經(jīng)熱處理強化,在航空、建筑、汽車制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是,目前關(guān)于泡沫鋁合金的研究相對較少。本課題采用填加造孔劑法制備開孔泡沫材料,實驗過程主要經(jīng)過混粉-冷壓-水浴-干燥-燒結(jié)五步完成。本論文研究并確定了制備過程中最佳工藝參數(shù)(冷壓壓力、燒結(jié)溫度);制備了孔徑范圍為0.8~2.0mm,孔隙率為50%~70%的泡沫鋁、2024泡沫鋁合金和6061泡沫鋁合金;系統(tǒng)研究了孔徑和孔隙率對泡沫材料吸能性能的影響;通過對泡沫鋁合金的T6熱處理,研究了固溶時效對泡沫鋁合金性能的影響,確定了6061泡沫鋁合金的最優(yōu)熱處理工藝參數(shù)。研究結(jié)果表明:以圓球形尿素為造孔劑,采用填加造孔劑法可以制備孔隙率為50%~70%的開孔泡沫材料;該方法工藝流程簡單,可以準(zhǔn)確控制泡沫材料的孔徑大小和孔隙率。制備開孔泡沫材料的最佳工藝參數(shù)為:冷壓壓力500Mpa,保壓時間4min;泡沫鋁的最佳燒結(jié)工藝為氬氣保護下650oC燒結(jié)3h,2024泡沫鋁合金最佳燒結(jié)工藝為氬氣保護下570oC燒結(jié)3h,6061泡沫鋁合金最佳燒結(jié)工藝為氬氣保護下610oC燒結(jié)3h。當(dāng)孔徑小于2mm時,相同孔隙率下,孔徑越大,泡沫材料的屈服強度越高;當(dāng)孔徑范圍相同時,泡沫材料的屈服強度隨著孔隙率的增大而降低,應(yīng)力平臺也隨之下降。T6熱處理并不能有效增強2024泡沫鋁合金的吸能性能,反而使材料本身塑性降低,在受壓過程中更易發(fā)生斷裂甚至坍塌;6061泡沫鋁合金經(jīng)過固溶(510oC+1h)和時效(190oC+2h)T6熱處理,材料的屈服強度達到19.08Mpa,應(yīng)力平臺達到17.30Mpa,吸能性能提高了28.2%,因此T6熱處理可以有效增強6061泡沫鋁合金的吸能性能。
[Abstract]:Because of its unique structural characteristics, aluminum foam has many excellent properties, including sound insulation, noise reduction, energy absorption and so on. As a new functional material, it has been gradually applied in the fields of aviation, aerospace, electronics, energy and other industries and science and technology. In addition, 2024 and 6061 aluminum alloy materials have low density and high specific strength. Corrosion resistance can be strengthened by heat treatment, widely used in aviation, building, automobile manufacturing and other fields. At present, there is relatively little research on the foam aluminum alloy. In this paper, the porous foam materials are prepared by the method of adding pore-forming agent. The experimental process is mainly completed by mixing powder, cold pressing, water bath, drying and sintering. In this paper, the optimum process parameters (cold pressing pressure, sintering temperature) are studied and determined. The foamed aluminum alloy 2024 and 6061 foamed aluminum alloy with a pore size of 0.8 ~ 2.0 mm and a porosity of 50 ~ 70% were prepared. The effects of pore size and porosity on the energy absorption properties of foams were systematically studied. The effect of solution aging on the properties of foamed aluminum alloy was studied by T6 heat treatment. The optimum heat treatment parameters of 6061 foamed aluminum alloy were determined. The results showed that spherical urea was used as pore-forming agent. The porous foams with a porosity of 50% or 70% can be prepared by filling with pore-making agent. The process is simple and the pore size and porosity of foamed materials can be accurately controlled. The optimum process parameters for the preparation of porous foams are as follows: cold pressing pressure 500Mpa, holding pressure time 4 mins; The optimum sintering process of aluminum foam is that 650oC sintered for 3h and 2024 for 3h under argon protection. The optimum sintering process is 570oC sintered for 3h under argon protection. The optimum sintering process of 6061 foamed aluminum alloy is 610oC sintered in argon for 3 h. When the pore diameter is less than 2mm, the larger the pore size is, the higher the yield strength of foamed aluminum alloy is. When the pore size range is the same, the yield strength of foam material decreases with the increase of porosity, and the stress platform decreases. T6 heat treatment can not effectively enhance the energy absorption performance of 2024 foamed aluminum alloy. On the contrary, the plasticity of the material itself is reduced, and it is easier to fracture or even collapse in the process of compression. The yield strength of 6061 foamed aluminum alloy was 19.08 MPA after heat treatment with solution of 510oC 1h) and aging of 190oC 2hu T6. The stress platform reaches 17.30Mpaand the energy absorption property is improved by 28.20.Therefore, T6 heat treatment can effectively enhance the energy absorption performance of 6061 foamed aluminum alloy.
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V252.2

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