鋼鋁復(fù)合泡沫鋁夾芯材料的制備研究.pdf

1、泡沫鋁夾芯板材料具有輕質(zhì)、高比強度、高比剛度和耐沖擊等優(yōu)異的性能，其在軌道交通、航空航天、軍事裝備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前國外主要采用粉末包覆軋制的方式來制備冶金結(jié)合的泡沫鋁夾芯板，而國內(nèi)主要采用膠粘的方式來制備泡沫鋁夾芯板。采用粘接方式制備的泡沫鋁夾芯板在高溫情況下存在膠層老化和腐蝕失效問題。因此探索一種工藝簡單、適合連續(xù)化生產(chǎn)且具有冶金結(jié)合界面的泡沫鋁夾芯板材料的方法具有十分重要的意義。
　　本文以粉末冶金法為基礎(chǔ)，以純

2、鋁粉和發(fā)泡劑氫化鈦作為基本原料，以Mg粉作為添加劑，進(jìn)行了粉末坯體的壓制以及發(fā)泡能力的驗證實驗;采用電鍍、化學(xué)鍍和熱浸鍍的方式對鋼板表面進(jìn)行預(yù)處理;通過釬焊的方式將表面鍍鎳的鋼板與壓制的粉末坯體進(jìn)行連接，通過液相擴散焊的方式將熱浸鍍Zn-Al合金的鋼板與粉末坯體進(jìn)行連接;通過快速加熱的方式使制備的夾芯板前驅(qū)體發(fā)泡來制備泡沫鋁夾芯板（泡沫鋁夾心管），并采用SEM、XRD對鋼鋁界面的結(jié)合情況和相組成進(jìn)行分析，實驗結(jié)果如下:
　　(1)

3、以鋁粉、鎂粉和TiH2粉末為原料，在球料比為2.5∶1，混料時間為3h、軸向壓力為400MPa時，TiH2在制備的可發(fā)泡粉末坯體中能夠?qū)崿F(xiàn)均勻分布，粉末坯體具備獲得均勻結(jié)構(gòu)泡沫材料的發(fā)泡能力。
　　(2)以鋼板表面化學(xué)鍍鎳為鋼鋁復(fù)合的過渡層，采用釬焊的方法只能使鋼板和粉末坯體結(jié)合的局部界面達(dá)到冶金結(jié)合，在鋼鋁界面處形成NiAl3擴散相;以鋼板表面熱浸鍍Zn-5％Al為鋼鋁復(fù)合的過渡層，采用液相擴散焊接能夠使鋼板和粉末坯體實現(xiàn)冶金結(jié)

4、合，工藝參數(shù)為擴散溫度390℃，保溫時間60min，擴散壓力6MPa。
　　(3)夾芯板前驅(qū)體發(fā)泡研究表明:利用釬焊制備的夾芯板前驅(qū)體不能制備出泡沫夾芯板材料;采用熱浸鍍Zn-5％Al系合金作為過渡層也小能制備出泡沫鋁夾芯板材料，原因在于發(fā)泡期間過渡層過早熔化而導(dǎo)致面板脫落。
　　(4)以鋼板表面熱浸鍍Zn-55％Al系合金作為過渡層，采用液相擴散焊接能夠使鋼板和粉末坯體實現(xiàn)冶金結(jié)合，工藝參數(shù)為擴散溫度600℃，保溫時間2～