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熔體發(fā)泡法的技術(shù)難點(diǎn)在于:控制熔體的粘度;選擇合適的金屬發(fā)泡劑。一般情況下要求熔體的粘度大些,同時(shí)要求所用發(fā)泡劑在金屬熔點(diǎn)附近能迅速起泡。
稀土鋁合金的研制不僅可提高合金的強(qiáng)度,還能降低合金的熔化溫度,有利于制備強(qiáng)度大的稀土泡沫鋁合金。在一定的合金粘度下,用合適的發(fā)泡劑均勻分散到熔體中發(fā)泡,是制備泡沫金屬的技術(shù)關(guān)鍵。在稀土鋁合金的稀土添加劑中,稀土含量從0.1%~0.7%。
采用熔體發(fā)泡法制備稀土泡沫鋁合金,用鋁合金作為基體金屬,在熔融狀態(tài)下與自行配制的稀土添加劑熔煉,得到稀土鋁合金熔體后,加入金屬增粘劑和發(fā)泡劑,在稀土鋁合金發(fā)泡池中進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng),成型后便得到稀土泡沫鋁合金。
鋁和鋁合金的特點(diǎn),首先是其容重約為鋼的1/3,而比強(qiáng)度(強(qiáng)度極限與比重的比值)則可達(dá)到或超過(guò)結(jié)構(gòu)鋼。其次,鋁和鋁合金易于加工成各種形狀,能適應(yīng)各種連接工藝,從而為建筑結(jié)構(gòu)采用經(jīng)濟(jì)合理的斷面形式提供有利條件。所以,采用鋁合金不僅可以大大減輕建筑物的重量,節(jié)省材料,而且還可減少構(gòu)件的運(yùn)輸、安裝工作量,加快施工進(jìn)度。這對(duì)于震區(qū)及交通不便的山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū),其經(jīng)濟(jì)效果更為顯著。由于工業(yè)鋁型材具有質(zhì)量輕、成型優(yōu)、強(qiáng)度高、耐腐化侵蝕、壽命長(zhǎng)、可再生、維護(hù)費(fèi)低等多種優(yōu)點(diǎn),在眾多材料中脫穎而出,已經(jīng)成為了高鐵的最愛(ài)。
列車的高速行駛是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,其中包含非常多的技術(shù)條件和方法,而鐵道列車的輕量化是實(shí)現(xiàn)列車高速重載的一個(gè)重要途徑,即在其他條件相同的情況下,列車重量越輕速度就越快。鋁型材無(wú)疑是輕量化好的材料,早在20世紀(jì)50年代,世界上較發(fā)達(dá)的一些國(guó)家就開始采用鋁型材來(lái)制造鐵路車輛,包括美國(guó)、加拿大、日本、俄羅斯、德國(guó)和法國(guó)等國(guó)。鋁合金在高溫時(shí)強(qiáng)度很低,液態(tài)鋁的流動(dòng)性能好,在焊接時(shí)焊縫金屬容易產(chǎn)生下塌現(xiàn)象。
我國(guó)工業(yè)鋁型材占鋁型材總應(yīng)用量約30%,主要應(yīng)用于交通運(yùn)輸業(yè)(包括汽車制造業(yè)、軌道交通業(yè))、裝備和機(jī)械設(shè)備制造業(yè)、耐用消費(fèi)品業(yè)(含輕工業(yè))等,分別在我國(guó)鋁型材應(yīng)用中占比約10%、10%和12%。而同期的歐洲、北美和日本的鋁型材消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,工業(yè)耗用比例分別達(dá)到為60%、55%和40%,遠(yuǎn)高于我國(guó).預(yù)計(jì)在未來(lái)5~10年,我國(guó)工業(yè)鋁型材的消費(fèi)量將持續(xù)增長(zhǎng),在鋁型材產(chǎn)品中的比例將約30%上升到2015年的45~50%左右。擠壓溫度、速度、冷卻方式及冷卻時(shí)間不同,使型材組織不均一,也會(huì)產(chǎn)生色差。