莲藕型多孔金属的等压腔斜角挤压加工与强化

莲藕型多孔金属的等压腔斜角挤压加工与强化

刊名：金属（日）

刊期：2014年第3期

作者：铃木進補

编译：张英才

多孔金属具有低密度和吸收冲击的特性而期待作为新型轻量化材料得到应用，此时强度的改善成为重要课题。对莲藕型金属的以强化和成形为目的的塑性加工的需求高涨。但是，锻造的压缩变形加工会降低气孔率和损害多孔金属，所以研究了既控制气孔的弥合又产生加工硬化的加工方法。提出了等压腔斜角挤压（ECAE）加工方案。

所谓ECAE就是通过具有两个尺寸基本相同但斜交布置的型腔的金属模具对试料进行挤压加工。在挤压过程中，材料的形状与尺寸不发生改变，但在型腔的拐角处试料发生剪切变形。使用同一模具可以对材料进行多次的挤压加工，从而给材料导入非常大的应变，用以制作超细晶粒金属。对于莲藕型多孔金属来说，既维持了气孔的存在又产生了加工硬化。

两个斜交模腔之间的夹角是最重要的参数，①当使用模腔夹角为90°的模具对莲藕型铜进行挤压加工时，会使气孔完全弥合，甚至不能进行挤压加工；②当此夹角增大到150°时，可以顺利进行挤压加工，即使进行两个道次的加工，也未发生气孔的弥合。

试验表明，随着加工道次的增加，气孔率有所下降，但在进行5个道次的加工后，仍然保持30%以上的气孔率，此时材料的比压缩极限强度与经过挤压强化的无气孔材料相当。