1. Jurnal 1Cara pertama untuk berbusa aluminium dan aluminium paduan saat ini sedang dimanfaatkan oleh Hydro Aluminium di Norwegia dan oleh Cymat Aluminium di Kanada (metode yang terakhir menggunakan dan paten awalnya dikembangkan oleh Alcan Internasional) [21-28]. Menurut proses ini seperti yang digambarkan dalam bentuk schematical pada Gambar. 3, silikon karbida, aluminium oksida atau magnesium oksida partikel digunakan untuk meningkatkan viskositas lelehan. Oleh karena itu, langkah pertama membutuhkan persiapan dari lelehan aluminium yang mengandung salah satu zat ini. Masalah yang harus diselesaikan menyerupai satu dihadapi dalam membuat komposit matriks logam biasa (MMC), yaitu masalah membasahi partikel oleh mencair dan mencapai distribusi homogen dari partikel memperkuat [29,30]. Berbagai paduan aluminium yang digunakan, misalnya paduan pengecoran AlSi 10mg (A359) atau paduan tempa seperti 1060, 3003, 6016, atau 6061 [28,31].MMC cair meleleh berbusa pada langkah kedua dengan menyuntikkan gas (udara, nitrogen, argon) ke dalamnya menggunakan dirancang khusus berputar impeller atau bergetar nozel. Fungsi dari impeller atau nozel adalah untuk menciptakan gelembung gas yang sangat baik di mencair dan mendistribusikannya secara merata. Ini merupakan syarat penting karena hanya jika gelembung cukup baik diciptakan, busa dari kualitas yang memuaskan dapat diperoleh. Campuran kental yang dihasilkan dari gelembung dan lelehan logam mengapung ke permukaan cairan di mana ia berubah menjadi busa cair cukup kering sebagai logam cair mengalir keluar. Busa relatif stabil karena adanya partikel keramik di mencair. Hal ini dapat ditarik dari permukaan cairan, dengan belt conveyor, dan kemudian dibiarkan dingin dan mengeras. Perawatan harus diambil untuk tidak merusak struktur pori oleh geser busa terlalu banyak saat itu masih semi-padat. Sebelum pemadatan, busa semipadat dapat diratakan dengan cara satu atau lebih gulungan top-mount atau sabuk untuk menghasilkan slab busa dengan kulit tertutup dan cukup bahkan atas dan bawah [32,33]. Dihasilkan busa padat pada prinsipnya selama diinginkan, selebar kapal yang berisi logam cair memungkinkan, dan biasanya 10 cm tebal. Dua sampel busa ditunjukkan pada Gambar. 4.Fraksi volume partikel penguat biasanya berkisar dari 10 sampai 20% dan ukuran partikel rata-rata dari 5 sampai 20 mm [21,34]. Pemilihan ukuran partikel dan konten telah dilakukan secara empiris. Terlalu tinggi atau isi atau ukuran partikel terlalu rendah membuat masalah dibahas dalam Gambar. 5. Partikel membantu untuk menstabilkan busa dengan mekanisme yang dibahas dalam literatur [35-37]. Hal ini diterima secara luas bahwa akumulasi partikel pada dinding sel memainkan peran kunci dalam proses stabilisasi ini. Pertama, partikel meningkatkan viskositas permukaan, sehingga memperlambat drainase di film [35]. Kedua, partikel sebagian dibasahi oleh lelehan. Telah diturunkan [36] bahwa sudut pembasahan harus dalam kisaran tertentu untuk memastikan bahwaa. antarmuka gelembung / partikel stabil saat gelembung naik melalui mencair, yaitu partikel tidak menanggalkan gelembung,b. bahwa partikel pada antarmuka menurunkan energi total sepasang gelembungc. dengan partikel di antara, yaitu menstabilkan antarmuka gelembung / partikel / gelembung.Untuk mencukupi pembasahan (sudut kontak tinggi) serta untuk pembasahan terlalu baik (sudut kontak terlalu rendah) tidak ada efek stabilisasi. Pada prinsipnya, dari yang dikenal pembasahan sudut partikel keramik dengan partikel mencair diberikan dapat dipilih yang memiliki efek stabilisasi optimal [36].The porositas dari busa aluminium yang dihasilkan berbagai cara ini 80-98%, sesuai dengan kepadatan antara 0,069 dan 0,54 g / cm3, ukuran rata-rata pori dari 25 ke 3 mm, dan ketebalan dinding 50-85 mm [27,31]. Ukuran sel rata berbanding terbalik kedua dengan rata-rata ketebalan dinding sel dan kerapatan dan dapat dipengaruhi dengan menyesuaikan aliran gas, kecepatan impeller atau nozzle frekuensi getaran, dan parameter lainnya [31]. Dalam lembaran berbusa biasanya ada gradien densitas, ukuran pori dan pori elongasi yang merupakan konsekuensi alami dari gravitasi diinduksi drainase [38]. Selain itu, kekuatan geser dari ban berjalan menyebabkan sel-sel diagonal terdistorsi dalam produk akhir. Ini jelas memiliki efek diucapkan pada sifat mekanik yang menjadi isotropik [39]. Situasi dapat ditingkatkan dengan menarik dari busa vertikal [40]. Bahan berbusa yang baik digunakan dalam keadaan seperti itu keluar dari mesin pengecoran, memiliki permukaan luar tertutup, atau dipotong menjadi bentuk yang diperlukan setelah berbusa. Karena tingginya kandungan partikel keramik, mesin busa MMC bisa menjadi masalah.Keuntungan dari proses berbusa langsung termasuk volume besar busa yang dapat terus menerus diproduksi dan kepadatan rendah yang dapat dicapai. Oleh karena itu busa MMC mungkin lebih murah dibandingkan dengan bahan logam selular lainnya. Perusahaan Kanada Cymat adalah untuk menyelesaikan jalur produksi yang akan memberikan 1000 kg busa per jam di lebar hingga 1,5 m dan ketebalan antara 2,5 dan 15 cm [41]. Hydro Aluminium menghasilkan lembaran lebar 70 cm, 8-12 cm, dan hingga 2 m panjang pada tingkat 500-600 kg / jam [28]. Sebuah kemungkinan kerugian dari proses berbusa langsung adalah perlunya akhirnya untuk memotong busa, sehingga membuka sel. Juga, kerapuhan dari busa MMC karena partikel memperkuat terkandung dalam dinding sel pada umumnya efek samping yang tidak diinginkan dari teknik berbusa. Upaya untuk membuat bagian-bagian berbentuk dengan casting busa semi-cair ke dalam cetakan [42] atau dengan membentuk busa muncul dengan gulungan telah dilakukan [32,33], sehingga mencoba untuk menghilangkan salah satu kelemahan ini. Struktur dan sifat busa logam yang diproduksi oleh berbusa langsung telah diselidiki dan diberikan dalam literatur (lihat Tabel 1, kolom 4). Bagian terbesar dari literatur adalah pada sifat mekanik, tetapi beberapa data resistensi akustik dan api juga tersedia.Untuk menghindari efek buruk dari menstabilkan aditif untuk mencair logam, disarankan untuk busa murni, aditif bebas logam mencair dengan gas inert. Dalam rangka menjaga viskositas rendah, proses berbusa harus terjadi pada suhu yang sangat dekat dengan titik leleh. Hal ini dapat dilakukan dengan gelembung gas melalui lelehan yang terus didinginkan dalam proses pengecoran kontinyu [55]. Gelembung kemudian terperangkap dalam cairan pemadat dan membentuk struktur busa-seperti.2. Jurnal 2Cara pertama untuk berbusa aluminium dan paduan aluminium sudah dieksploitasi secara komersial oleh Cymat Aluminium Corp di Kanada [8]. Silikon karbida, aluminium oksida atau magnesium oksida partikel digunakan untuk meningkatkan viskositas lelehan dan menyesuaikan sifat berbusa nya. Logam dasar biasanya paduan aluminium. Fraksi volume partikel penguat biasanya berkisar dari 10 sampai 20%, ukuran partikel rata-rata dari 5 sampai 20 um. Lelehan yang berbusa dengan menyuntikkan gas (udara, nitrogen, argon) ke dalamnya menggunakan dirancang khusus impeller berputar atau bergetar nozel yang menghasilkan gelembung gas di mencair dan mendistribusikannya secara merata. Campuran kental yang dihasilkan dari gelembung dan lelehan logam mengapung ke permukaan cairan di mana ia berubah menjadi busa cair cukup kering sebagai logam cair mengalir keluar. Busa relatif stabil karena adanya partikel keramik di mencair. Hal ini dapat ditarik dari permukaan cairan, misalnya dengan belt conveyor, dan kemudian dibiarkan dingin dan mengeras [9].Bahan berbusa yang baik digunakan di negara itu keluar dari mesin pengecoran, memiliki permukaan luar tertutup, atau dipotong menjadi bentuk yang diperlukan setelah berbusa. Karena tingginya kandungan partikel keramik, mesin busa ini bisa menjadi masalah. Keuntungan dari proses berbusa langsung ini meliputi volume besar busa yang dapat terus menerus diproduksi dan kepadatan rendah yang dapat dicapai.Cukup baru-baru ini mencair berbusa rute telah merevolusi oleh para ilmuwan yang bekerja di Logam ringan Kompetensi Centre (LKR) dan pabrik metalurgi Htte Klein-Reichenbach GmbH, baik di Austria [10]. Kuncinya adalah sebuah konsep baru injeksi gas yang mengarah ke busa dengan keseragaman yang sangat baik dari ukuran sel. Selain itu, dengan casting busa ke dalam cetakan, bagian berbusa kompleks berbentuk dengan kulit luar tertutup dapat dihasilkan. Eksploitasi komersial dari jenis busa aluminium - disebut "Metcomb" - adalah di jalan.3. Jurnal 3Proses ini terdiri dalam bertiup dari logam cair dengan gas dan untuk memastikan distribusi seragam pori-pori gas besar di logam cair. Hal ini dicapai dengan menciptakan gelembung gas yang sangat halus dalam lelehan melalui dirancang khusus impeller berputar seperti ditunjukkan pada Gambar. 3. Namun, stabilitas struktur berbusa merupakan faktor penting. Pergerakan gelembung gas dalam cairan menjadi relatif mudah ketika mencair viskositas cairan sangat rendah, dan gelembung memisahkan dan bergabung bersama-sama sehingga menimbulkan pori-pori besar. Menjaga ini dalam pandangan, mencair viskositas ditingkatkan dengan memasukkan beberapa partikel keramik tahap kedua, misalnya SiC, Al2O3 atau MgO [1, 39-41]. Sebagai penggabungan partikel keramik di logam cair tergantung pada beberapa faktor, langkah pertama dalam jenis pengolahan adalah untuk membuat komposit matriks logam diikuti dengan injeksi gas.Stabilisasi struktur berbusa diperoleh melalui rute ini berasal dari kehadiran partikel di dinding sel. Karena sudut kontak tinggi sebagian besar partikel keramik dengan Al mencair, ada kemungkinan partikel menanggalkan dari batas-batas sel meninggalkan dinding lemah. Oleh karena itu, penting harus memilih partikel memiliki pembasahan yang baik dengan logam cair sehingga partikel tidak menanggalkan dinding sel. Sebuah sudut kontak yang sangat rendah juga tidak menjamin efek stabilisasi [1]. Fraksi volume partikel dapat berkisar dari 10% sampai 20% dengan ukuran partikel rata-rata 5-10 m. Namun, ukuran dan fraksi partikel untuk berbusa baik telah secara empiris didirikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4 [39, 42].Partikel yang lebih kecil dari 1 m sulit untuk mencampur, dan partikel sisi lain lebih besar dari 20 pM menyebabkan pengendapan partikel berat. Fraksi volume rendah tidak menstabilkan busa, sedangkan sebagian kecil tinggi partikel memuncak dalam viskositas tinggi menyebabkan kesulitan dalam injeksi gas. Teknik ini telah banyak digunakan untuk berbusa Al dan paduannya, dan porositas di kisaran 80-95% dengan ukuran sel 3-25 mm telah dicapai. Proses ini sangat efektif dalam menghasilkan busa ukuran besar terus menerus; Namun, kehadiran partikel keramik menyebabkan kesulitan dalam mesin karena kekerasan tinggi dan perilaku rapuh busa. Untuk menghindari kerugian tersebut, ia menyarankan agar berbusa harus dilakukan dalam lelehan, tanpa partikel fase kedua, sangat dekat dengan suhu cair dengan pengaturan untuk terus mendinginkan logam cair selama mendidih. Hal ini membantu dalam menjaga viskositas lelehan pada tingkat rendah.