蓮藕型多孔金屬的等壓腔斜角擠壓加工與強化

蓮藕型多孔金屬的等壓腔斜角擠壓加工與強化

刊名：金屬（日）

刊期：2014年第3期

作者：鈴木進補

編譯：張英才

多孔金屬具有低密度和吸收沖擊的特性而期待作為新型輕量化材料得到應用，此時強度的改善成為重要課題。對蓮藕型金屬的以強化和成形為目的的塑性加工的需求高漲。但是，鍛造的壓縮變形加工會降低氣孔率和損害多孔金屬，所以研究了既控制氣孔的彌合又產生加工硬化的加工方法。提出了等壓腔斜角擠壓（ECAE）加工方案。

所謂ECAE就是通過具有兩個尺寸基本相同但斜交布置的型腔的金屬模具對試料進行擠壓加工。在擠壓過程中，材料的形狀與尺寸不發生改變，但在型腔的拐角處試料發生剪切變形。使用同一模具可以對材料進行多次的擠壓加工，從而給材料導入非常大的應變，用以制作超細晶粒金屬。對于蓮藕型多孔金屬來說，既維持了氣孔的存在又產生了加工硬化。

兩個斜交模腔之間的夾角是最重要的參數，①當使用模腔夾角為90°的模具對蓮藕型銅進行擠壓加工時，會使氣孔完全彌合，甚至不能進行擠壓加工；②當此夾角增大到150°時，可以順利進行擠壓加工，即使進行兩個道次的加工，也未發生氣孔的彌合。

試驗表明，隨著加工道次的增加，氣孔率有所下降，但在進行5個道次的加工后，仍然保持30%以上的氣孔率，此時材料的比壓縮極限強度與經過擠壓強化的無氣孔材料相當。