Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия

А. И. Ковтунов, профессор кафедры сварки, обработки материалов давлением и родственных процессов (СОМДиРП), докт. техн. наук, эл. почта: akovtunov@rambler.ru
Ю. Ю. Хохлов, заведующий лабораторией кафедры СОМДиРП
П. Н. Селянин, старший преподаватель кафедры СОМДиРП

Пенометаллы, чаще всего пеноалюминий вследствие низкой плотности, высоких демпфирующих свойств, способности поглощать акустические и электромагнитные колебания все шире применяют в про мышленности. Перспективным материалом является пористый магний, который по сравнению с алюминием имеет более низкую плотность и более высокие демпфирующие свойства. Его применяют и в медицине ввиду хорошей биосовместимости и механических свойств, сходных со свойствами нативной кости. Производство отливок из пористого магния фильтрацией жидкого расплава через растворимые гранулы с последующим их растворением в воде имеет существенные ограничения по толщине получаемых изделий и размерам пор. Из-за интенсивного теплоотвода в гранульную засыпку при гравитационной заливке магниевого расплава не удается получить пористые отливки с размером пор менее 4 мм. Для уменьшения размера пор и увеличения толщины получаемых пористых магниевых отливок предложено предварительное вакуумирование формы с гранулами перед заливкой. В ходе исследования процессов пропитки формы с водорастворимыми гранулами установлено, что предварительное вакуумирование является эффективным методом повышения глубины пропитки при формировании пористых отливок из магния и магниевых сплавов. Вакуумирование обеспечивает повышение скорости фильтрации магниевого расплава через гранульную засыпку формы и позволяет почти в 10 раз увеличить толщину получаемых изделий из пористого магния в зависимости от глубины вакуума, а также формировать пористые магниевые отливки с размером пор до1 мм, что в 4 раза меньше размера пор магниевых отливок, получаемых гравитационной заливкой.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках государственного задания № 07 5-03-2023-260 (FEMR-2023-0003).

1. Бутарович Д. О., Смирнов А. А., Рябов Д. М. Пеноалюминий как энергопоглощающий материал и его механические свойства // Известия вузов. Серия: Машиностроение. 2011. № 7. С. 53–58.
2. Mahbod M., Asgari M. Elastic and plastic characterization of a new developed additively manufactured functionally graded porous lattice structure: analytical and numerical models // International Journal of Mechanical Sciences. 2019. Vol. 155. P. 248–266.
3. He S. Y., Lv Y. N., Chen S. T. et al. Gradient regulation and compressive properties of densitygraded aluminum foam // Materials Science and Engineering: A. 2020. Vol. 772. P. 501–511.
4. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Мямин С. В. Технология производства и свойства композиционных материалов пеноалюминий – титан // Цветные металлы. 2020. № 2. С. 62–66.
5. Леушин И. О., Грачев А. Н., Назаров В. Н., Горохов П. А. Пеноалюминий — перспективный материал для производства литых изделий ответственного назначения // Теория и технология металлургического производства. 2020. № 4 (35). С. 35–38.

6. Воронин С. В., Лобод П. С. Способы получения пористых материалов на основе алюминия // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 4 (6). С. 1068–1074.
7. Singh G., Pandey P. M. Uniform and graded copper open cell ordered foams fabricated by rapid manufacturing: surface morphology, mechanical properties and energy absorption capacity // Materials Science and Engineering: A. 2019. Vol. 761. P. 92–205.
8. Лапин И. В., Кузнецов В. Г., Аминов Г. А. Новые модификации металлов в современном производстве // Известия КГАСУ. 2017. № 3 (41). С. 188–195.
9. Хохлов М. А., Ищенко Д. А. Конструкционные сверхлегкие пористые металлы (обзор) // Автоматическая сварка. 2015. № 3-4 (741). С. 60–65.
10. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Новский И. В. Перспективы использования магния для производства пеноматериалов // Металлургия машиностроения. 2013. № 4. С. 9–11.
11. Мерсон Д. Л. Магниевые сплавы медицинского назначения // Прочность неоднородных структур - ПРОСТ 2020/2021: сб. трудов Х Евразийской научно-практической конференции, Москва, 20–22 апреля 2021 г. / Национальный исследо вательский технологический университет «МИСиС». — Москва : ООО «Студио-Принт», 2021. С. 12.
12. Мягких П. Н., Мерсон Е. Д., Полуянов В. А., Мерсон Д. Л. Влияние структуры на кинетику и стадийность процесса коррозии биорезорбируемых магниевых сплавов ZX10 и WZ31 // Frontier Materials & Technologies. 2022. № 2. С. 63–73.
13. Виноградов А. Ю., Мерсон Д. Л., Мерсон Е. Д. Перспективные биорезорбируемые магниевые сплавы // 60-я Международная научная конференция «Актуальные проблемы прочности», Витебск. 14–18 мая 2018 г. — Витебск : Витебский государственный технологический университет, 2018. С. 290–291.
14. Финкельштейн А. Б. Получение пропиткой пористых отливок из алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2010. № 5. С. 13–15.
15. Кукса А. В., Кидалов Н. А., Рожков П. В., Торощин А. В. Получение пористых литых заготовок вакуумной пропиткой с использованием в качестве порообразователя гранулированного пенополистирола // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. № 6 (109). С. 115–119.
16. ГОСТ 18898–89. Изделия порошковые. Методы определения плотности, содержания масла и пористости. — Введ. 01.01.1991.