基于高氣孔率的“蓮藕型”多孔隙鋁的制造

基于高氣孔率的“蓮藕型”多孔隙鋁的制造

刊名：金屬（日）

刊期：2014年第3期

作者：井手拓哉等

編譯：張英才

鋁的塑性加工性能和耐腐蝕性能比鎂合金高，但密度較高，因此希望有與鎂質量相當的多孔鋁出現。但以往的多孔鋁具有等軸氣孔，在承受負荷時由于應力集中而變脆弱。與此相反，“蓮藕型”多孔金屬在氣孔的成長方向不會產生應力集中，比上述多孔金屬具有較高的強度，高氣孔率“蓮藕型”鋁是一種有希望的輕量化結構材料。

“蓮藕型”多孔鋁的制造一般采用加壓氫氣氣氛下的連續鑄造法，氣氛中含有0.25MPa的氫氣和0.25MPa的氬氣。所得到的“蓮藕型”多孔鋁的氣孔率與連續鑄造的凝固速度有關，隨著凝固速度提高，氣孔的尺寸與氣孔率都會減小。氣孔率與氫氣的分壓以及氬氣的熔融溫度有關，氣孔率隨氫氣的分壓和氬氣的熔融溫度提高而增大，但隨著溫度梯度的增加而減小。

氫氣在鋁中的溶解度低是制造高氣孔率鋁的最大困難，若把凝固速度大幅度降低，使固液相界面的液相一側氫氣濃度提高，可能長距離擴散并被氣孔吸收，促進氣孔的成長，從而可以制造出具有高氣孔率的“蓮藕型”鋁材料。