ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 24 ТЕХНОЛОГИЯ Выбор метода зависит от требуемой пористости, относительной плотности и других факторов, поскольку эти показатели варьируются от метода к методу. Пористость от 80 до 97 % можно получить в металлической пене методом впрыска газа или с использованием пенообразующего агента. Пористость от 5 до 75 % – это не так уж и много, но ее можно достичь в металлической пене за счет газо-эвтектической реакции. Это было исследовано Банхартом (Banhart). Конечная пористость зависит от процессов и контролируемых параметров, таких как частота вращения мешалки, время перемешивания, пенообразователь, количество пенообразователя, выбор газов для метода впрыска, например, аргона или неона. Для получения наилучшего результата многие исследователи оптимизировали эти параметры. Путем впрыска газа в расплавленный металл В этом процессе металлическая пена получается за счет впрыскивания подходящего газа в подготовленный расплавленный металл. Метод впрыска газа не подходит для легко окисляющихся материалов (Mg, Ti). Однако алюминиевая пена широко изготавливается таким способом, при этом можно легко получать сложные формы [5]. Рассматриваемый метод был разработан компанией Alcan International. Согласно этому методу для увеличения вязкости расплавленного металла требуется небольшое количество добавок. Перед добавлением керамического порошка в расплавленный металл требуется предварительный нагрев для увеличения смачиваемости между керамическими частицами и расплавленным металлом. Затем расплавленный металл в печи продувается инертным газом, углекислым газом, азотом, воздухом или любым другим газом. Пузырьки газа быстро поднимаются сквозь расплавленный металл из-за выталкивающей силы последнего. Для остановки течения пузырьков газа внутри расплавленного металла вводят некоторые добавки, повышающие вязкость расплавленного металла. Этими добавками являются оксид алюминия, оксид магния, карбид кремния. Кроме того, необходимо контролировать и другие параметры, такие как температура [6]. Необходимо непрерывно создавать мелкие сферические пузырьки газа с помощью вращающейся крыльчатки или диафрагмы. Юань (Yuan) и Ли (Li) изучали стадии образования пузырьков, используя отверстие: стадию зарождения (1), стадии роста (2), стадии отделения (3). Размер пузырьков зависит от угла конусности отверстия (при увеличении угла конусности отверстия размеры пузырьков уменьшаются); диаметр ячейки также зависит от диаметра отверстия и давления в камере. Скорость потока газа тоже влияет на размер пузырьков. По мнению авторов, размер пузырьков увеличивается по мере увеличения скорости потока газа [7]. Более мелкий размер пор делает их сферическими, стабильными и снижает вероятность дефектов стенок пор. С помощью метода статического впрыска газа невозможно эффективно контролировать размер пор металлической пены. Другой метод контроля размера пор в металле разработал Нинчжэнь Ван (Ningzhen Wang). Этот метод показан на рис. 2; в нем использовался Рис. 2. Метод впрыска газа в расплавленный металл [8] Fig. 2. Melt gas injection method [8]
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1