闭孔CNTs/Al复合泡沫搅拌摩擦焊工艺研究

庞秋¹，于海洋^2,3，胡志力^2,3

1. 武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室2. 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室3. 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心

摘 要：提出基于搅拌摩擦焊制备闭孔CNTs/Al复合泡沫新工艺,解决制备大面积闭孔复合泡沫的难题。利用扫描电镜对不同焊接旋转速度的闭孔CNTs/Al复合泡沫预制体及复合泡沫的微观组织进行分析;采用红外线测温仪对焊接过程中预制体温度分布进行研究。利用电子万能试验机对纯Al泡沫和不同孔隙率闭孔泡沫的屈服应力和平台应力进行对比。结果表明,当搅拌头旋转速度为1000 r/min时,闭孔CNTs/Al复合泡沫预制体表面平滑而致密。同时,增强体CNTs均匀分布在复合泡沫预制体横截面上。由发泡温度650,680和700℃对比可知,最佳发泡温度为680℃发泡15 min,泡孔结构均匀,孔隙趋于圆形,最大泡孔直径为0.48mm。室温压缩时,闭孔复合泡沫的应力-应变曲线表现出脆性与韧性相结合的变形特征。孔隙率为30.5%时,闭孔泡沫的屈服应力和平台应力值最大。同时,与纯Al泡沫相比,闭孔泡沫的屈服应力提高了2～2.8倍;平台应力提高了1.4～2.9倍。

关键词：搅拌摩擦焊;CNTs/Al复合泡沫;微观组织;力学性能;