基于高气孔率的“莲藕型”多孔隙铝的制造

基于高气孔率的“莲藕型”多孔隙铝的制造

刊名：金属（日）

刊期：2014年第3期

作者：井手拓哉等

编译：张英才

铝的塑性加工性能和耐腐蚀性能比镁合金高，但密度较高，因此希望有与镁质量相当的多孔铝出现。但以往的多孔铝具有等轴气孔，在承受负荷时由于应力集中而变脆弱。与此相反，“莲藕型”多孔金属在气孔的成长方向不会产生应力集中，比上述多孔金属具有较高的强度，高气孔率“莲藕型”铝是一种有希望的轻量化结构材料。

“莲藕型”多孔铝的制造一般采用加压氢气气氛下的连续铸造法，气氛中含有0.25MPa的氢气和0.25MPa的氩气。所得到的“莲藕型”多孔铝的气孔率与连续铸造的凝固速度有关，随着凝固速度提高，气孔的尺寸与气孔率都会减小。气孔率与氢气的分压以及氩气的熔融温度有关，气孔率随氢气的分压和氩气的熔融温度提高而增大，但随着温度梯度的增加而减小。

氢气在铝中的溶解度低是制造高气孔率铝的最大困难，若把凝固速度大幅度降低，使固液相界面的液相一侧氢气浓度提高，可能长距离扩散并被气孔吸收，促进气孔的成长，从而可以制造出具有高气孔率的“莲藕型”铝材料。