OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 29 TECHNOLOGY рошка достигает 50 %, а диаметр пор варьируется от 6 до 100 мкм, и это существенные недостатки данного способа [34]. Опрессовывание наполнителя В порошковой металлургии метод опрессовывания наполнителя дает максимальный контроль параметров формы, размеров пор, пористости и ее распределения. Согласно этому методу металлический порошок смешивается с наполнителем и добавляется связующее, которое придает прочность неспеченному порошку в процессе уплотнения. Время смешивания может составлять от одного до четырех часов и зависит от того, сколько времени потребуется для смешивания до однородного состояния. Необходимо следить за тем, чтобы металлический порошок смешивался до однородного состояния, иначе размер пор и процент пористости будут меньше. Нужно подобрать такой наполнитель, который бы мог легко испаряться во время спекания (1), не вступать в реакцию с металлом (2), легко обрабатываться (3), а после обработки не должно оставаться его остатков. Для производства пеноалюминия использовалось спекание в электропечи, плазменно-искровое спекание, а для производства пеномеди – спекание без карбоната [35]. В биомедицинских имплантатах остатки наполнителя в металлической пене представляют собой серьезную проблему. Поэтому в качестве наполнителя при изготовлении титановых биомедицинских имплантатов широко используется хлорид натрия: он легко удаляется при растворении в воде. По данным литературы, максимальная пористость в стальной пене составила 60 %. Д.П. Мондаль (D.P. Mondal) пытался увеличить пористость в пене из нержавеющей стали до 80 %, используя гидрокарбонат аммония в качестве наполнителя. Размер пор, пористость и относительная плотность существенно зависят от температуры спекания. При 1100 °C размер пор такой же, как и размер частиц наполнителя; если спекание происходит при более высокой температуре, чем указанная, то стенки пор будут проницаемыми, следовательно, пористость может быть уменьшена. Другие наполнители (карбид, хлорид натрия, крахмал тапиоки, магний) использовались для изготовления титановой пены с открытыми порами [36]. Нидхи Джа (Nidhi Jha) использовал в качестве наполнителя порошок NaCl с размером частиц в семь раз больше размера частиц титанового порошка – это было гарантией того, что титановый порошок полностью диспергируется вокруг порошка NaCl, благодаря чему стало возможным получить однородную пористость во всем объеме титановой пены. Толщина стенки пор увеличивалась по мере увеличения количества титана в порошковой смеси. Размер пор и пористость варьировались в зависимости от размера NaCl и соотношения смеси [37]. Исследователь выявил некоторые параметры, которые влияют на размер пор ячейки, пористость, прочность, и др. Такими параметрами являлись состав смеси, температура спекания и давление прессования. Небольшой размер пор, равномерное их распределение и сферическая форма придают металлической пене лучшие механические свойства. Однако контролировать эти параметры во время обработки сложно [38]. Алюминиевые фракции влияют на относительную плотность и прочность на сжатие. Механические свойства можно улучшить, увеличив соотношение толщины стенки пор и длины стенки пор за счет уменьшения размера пор. Плотность пены можно контролировать и количеством NaCl. Сазегаран (Sazegaran) изучил влияние количества хрома на плотность неспеченных и спеченных изделий. При добавлении хрома в исходный порошок первоначально плотность уменьшалась, но после добавления дополнительного количества плотность неспеченного и спеченного материала увеличивалась [39, 40]. Различные методы и получаемые при их реализации относительная плотность и пористость Для производства металлической пены были разработаны различные методы, при их использовании достигается разная пористость и разная пористая структура, например открытая и закрытая. В таблице ниже представлены различные методы с указанием пористости и структуры пор, а также проблем. Заключение Благодаря своим механическим и термическим свойствам металлические пены могут широко применяться в аэрокосмической и автомо-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1