Vol.20 No.I 储少军等：冶金熔体泡沫分类的研究 ·23· 渣发泡过程的定量方法，本文仅能定性判定内生气源引起的护渣泡沫化行为，当矿粉加入量 一定(20g)时，坩埚内炉渣泡沫化程度随熔池温度降低而增大，结果为弱(1580℃)，中 等(1480℃)、很强(1380℃).当熔池温度一 定，增加矿粉加入量、则炉渣泡沫化程度增 表2F20矿粉加入量炉渣发泡程度的影响 大，见表2.而且泡沫渣中均含一定量的小 A矿粉202530 FeO加人量/g 铁珠，最多可占炉渣总质量的46,4%，形成 B矿粉1520 25 气体、金属液、炉渣三相共存乳化液将初始一渣的泡沫特征 弱中等很强 形成的炉渣泡沫取样冷却、其断口形貌显示 注：熔体属1.5kg渣.150kg.温度1580℃ 球状泡沫类型的特征，见图4()，与前述冷态模拟实验中产生球状泡沫的结果一致. 3熔融铝合金的发泡实验 作为由金属熔体一气体形成分散气泡系统的典型例子，熔融法泡沫铝制备工艺条件对冶 金熔体泡沫分类的研究有重要参考价值，熔融法泡沫金 属制备方法是选择适宜熔化温度、采用往金属熔体添加 增粘剂和发泡剂的方法，获取孔隙率在0.4一0.9的新型 多孔金属材料.具体制备步骤简述如下：金属熔化一金 属熔体增粘一金属熔体发泡一泡沫金属冷却.本工作选 ,用铝合金作基体金属、金属钙作为增粘剂，TH,作为发 泡剂，通过改变工艺条件，获得不同孔隙率的泡沫铝合 金.实验结果表明，制得的多孔铝合金中存在2种不同 类型的泡沫结构：球状气孔位于铸锭底部和顶部激冷 区，多面体气孔则存在于冷却速度较慢的铸锭中部 见图5.这说明，由内生气源形成的球状泡沫在一定条件 下，会逐步转变为多面体泡沫.实验证明，为获取孔隙率 高的泡沫金属，除了有合适的发泡剂粒度和分散条件 围5泡沫铝镶中的气孔鳍构 (1)冷却时间晚：(2)冷却时问旱 外，铝合金成分调整、铸锭冷却时机和冷却强度的选择 是关键的工艺参数， 4讨论 4.1冶金熔体泡沫分类标准 上述实验表明，冶金熔体与含表面活性剂的水溶液一样，在不同条件可以产生球状泡沫 和多面体泡沫2种不同类型的泡沫形态，在现有实验技术条件下，直接观察判断高温冶金熔 体泡沫的类型，仍有许多困雄.但我们初步可以从两方面简单地进行判断.第一从含有泡沫的 熔体的孔隙率的大小进行分析，根据几何学原理，对于等径球状气泡密堆状态，泡沫的理论孔 隙率为74%.因此、若高温冶金熔体形成均匀泡沫，且孔隙率大于74%，才有可能形成完整的 多面体泡沫，孔隙率小于74%，则形成球状泡沫或2种泡沫类型共存的泡沫结构.第二，从泡 沫的生成条件判断.一般压气法（孔塞或吹管）形成的泡沫多属于多面体泡沫，而熔体内因化 学反应或物理分解产生内生气源而形成的泡沫在泡沫形成前期属球状泡沫，而在后期属于球 杆然PVo1．20NoI 储少军 等 ：冶 金熔体 泡沫 分类 的研 究 ·23· 渣发泡过程 的定量方 法，奉文仅能定性判 定 内生气 源引起 的炉 渣泡沫化行 为 ．当矿 粉加入量 一 定 (2Og)时 ，坩 埚 内炉 渣 泡 沫 化 程 度 随熔 池 温 度 降 低 而 增 大 ，结 果 为 弱 (1580E)，中 等 (148O℃)，很 强 (1380~7)．当熔 池温度一 定 ，增加 矿 粉加入量 ，则 炉渣泡 沫化 程度增 大，见表 2．而 且 泡沫 渣 中均含 一 定量 的小 铁珠，最多 可 占炉 渣总质 量 的 46．4％，形成 气体、金属液 、炉渣三相共存乳 化液 ．将初始 形成的炉渣泡沫取样冷却 ，其断 口形貌 显示 襄2 F如0】矿粉加 入■ 炉j童发泡 程度 的髟 响 注： 瞎 体属 1．5 ，碴 ，150 kg，温度 1580~7 球状泡沫类型的特征 ，见 图 4(a)，与前述冷态模拟实验 中产生球状泡沫 的结果 一致 ． 3 熔融铝合金的发泡实验 一 作 为 由金属熔体 一气体形成分散气泡系统 的典型例子，熔 融法泡沫铝科备工艺条件 对冶 金熔体泡沫分类 的研 究有重要参 考价 值 ．熔 融法泡沫金 属制备方法是 选择适宜熔化温度 ，采用往 金属熔体添加 增牯剂 和发泡 剂的方法 ，获取孔 隙率在 0．4～0．9的新型 多孔 金属 材料 ．具 体制 备步 骤简述 如下：金属 熔化一 金 属熔体 增牯一金属熔体 发泡一 泡沫金属 冷却 ．本工作 选 用铝台金 作基 体金属 ，金属 钙作 为增粘剂 ，T{}L作 为发 泡剂，通过改 变工艺 条件 ，获得 不 同孔隙 率的 泡沫 铝合 金 ．实 验结果 表 明，制 得的 多孔 铝合金 中存 在 2种不 同 类 型 的泡沫 结 构：球 状气 孔 位 于铸 锭底 部 和 顶部 激 冷 区，多面体 气孔 则存 在 于冷却速度 较慢 的铸 锭 中部 】， 见图 5．这说 明，由内生气源形成 的球状泡沫在一定条件 下 ，会逐步转变 为多 面体泡沫 ．实验证明，为获取孔隙率 高 的泡 沫 金属 ，除 了有合 适 的 发泡剂 粒 度 和分 教条 件 外，铝合 金成 分调整、铸锭 冷 却时机 和冷 却强度 的选择 是 关键 的工艺参数 4 讨 论 圈 ■ 5 泡竦铝锭中的气孔螬构 (1)冷却时间晚；(2)冷却时闰阜 4．1 冶金熔体 泡沫分类标准 上述 实验表 明，冶金熔体 与含表面滔性剂 的水溶液 一样 ，在不同条件 可以产生球 状泡沫 和多 面体 泡沫 2种不 同类 型的泡沫形态 ．在现有 实验 技术条件下 ，直接观察 判断高温 冶金 熔 体泡淳 的类型 ，仍 有许多 困难 ．但 我们初步 可以从两方 面简单地进行判 断 ．第一从含有泡沫的 熔体 的孔 晾率 的大小 进行 分析 ．根据几何学原理，对于等径球状气泡密堆 状态 ，泡沫的理论孔 隙率为 74％．因此 ，若 高温冶金焙体形成均匀泡沫，且孔 隙率 大于 74％，才有可能形成完整 的 多 面体泡沫，孔 隙率小于 74％，则形成球 状泡 沫或 2种泡诛 类型共存的泡沫结构 ．第 二，从泡 沫的生 成条件 判断 ．一般 压气法 (孔 塞或 吹管 )形 成的泡 沫多属于多 面体 泡沫 ，而熔体 内因化 学反应或物理分解产生 内生气源而形成 的泡沫在泡沫形成前期属球状泡沫，而在 后期 属于球 维普资讯 http://www.cqvip.com