A systematic review of processing techniques for cellular metallic foam production

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 27 TECHNOLOGY от 5 до 75 %. Поскольку в материале присутствуют малые и большие поры, их распределение неравномерное [19]. Получение металлической пены путем литья по выжигаемым моделям Для производства пенометаллов используется литье по выжигаемым моделям. При этом пенообразующих агентов не требуется, вместо них используется полимерная пена с открытой пористостью. Материалом для модели служит полиуретан. Полиуретан является линейным полимером с относительно длинными, гибкими и мягкими сегментами цепи, соединенными между собой концами. Полиуретан – это полимер с ковалентной связью. Открытые поры заполняются термостойким материалом, например гипсовым раствором, смесью муллита и карбоната кальция, которые растворяются в воде после того, как модель из полимерной пены заполняется гипсовым раствором и оставляется сушиться. Гипсовый раствор действует как фиксатор пространства в модели из полимерной пены. В процессе последующего нагрева полимерная пена выгорает, а в форме остается пористая полость [20, 21]. Затем в полость формы под давлением заливается расплавленный металл, который должен заполнить все участки формы. Для этого форма дополнительно вакуумируется. После кристаллизации расплава форма орошается водой, гипс размокает и смывается. Пористость в полученном таким способом пенометалле колеблется от 80 до 97 %, а размер пор варьируется от 4 до 0,5 мм [22, 23]. Механические свойства металлической пены, изготовленной модифицированным методом литья по выплавляемым моделям, выше, чем у ретикулированной; допустимая сжимающая нагрузка значительно выше, чем у ретикулированного пенометалла [24]. Возможен различный химический состав, высокая прочность на сжатие при высокой деформационной закалке. Механические свойства улучшаются благодаря перегородкам [25]. Альфредо (Alfredo) предположил, что размер внешних пор превышает 0,05 мм, поэтому полученная пена должна быть менее дефектной. Авторы [26] использовали логистическую регрессию для оптимизации параметров процесса и получения наилучшей алюминиевой пены. Технология осаждения твердых фаз Технология осаждения твердых фаз похожа на технологию литья по выжигаемым моделям. В обоих случаях не требуется ни пенообразующих агентов, ни впрыска газа в расплавленный металл. Полимерная пена покрывается ионами растворенного металла гальваническим способом, а затем полимерная пена заменяется расплавленным металлом. Полимерная пена должна быть электропроводной для того, чтобы участвовать в процессе гальванического осаждения металла. Чтобы сделать полимерную пену электропроводной, на ее поверхность методом электролитического осаждения наносится тонкий токопроводящий слой. Этот процесс подходит для ограниченного количества материалов. Низкая скорость и неравномерность осаждения являются причиной низких механических свойств полученного материала. По этой причине для изготовления металлической пены в другом методе используется химическое осаждение из паровой фазы [23]. Технология порошковой металлургии Для производства металлической пены также используются процессы порошковой металлургии. В этом случае вместо расплавленного металла используется порошок металла и задействованы иные процессы. К ним относятся процесс Фраунгофера (Fraunhofer), газоулавливание, вспенивание суспензий. Процесс Фраунгофера Этот метод не настолько популярен, как метод плавления. Преимущества метода Фраунгофера перед методом/процессами плавления: возможность изготовления продукта сложной формы и размера, а также лучший контроль пористой структуры. Производство металлопены начинается со смешивания металлического порошка с подходящим пенообразователем. Подготовка металлического порошка делает метод Фраунгофера дорогостоящим, а для хранении материала требуется соблюдать определенные условия. При смешивании металлического порошка и пенообразующего агента необходимо достичь однородности их распределения. Полученную смесь

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1