Способ получения композиционного материала на основе магния

 

Сущность изобретения: в заявленном способе получения композиционного материала на основе магния вводят в расплав дисперсные частицы, имеющие температуру расплава матрицы. Время выдержки в 8 - 10 раз превышает время введения частиц. Выдержка происходит при барботаже через расплав инертного газа, а дисперсная фаза состоит из α -модификации глинозема и оксида магния, подаваемых на смешение в соотношении (10:12):1. Использование данного способа позволит получать материал, обладающий повышенными механическими свойствами. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, а именно к получению новых материалов, обладающих повышенными механическими свойствами. В последнее время широко проводятся исследования по получению композитов на основе магния, упрочненных дисперсными частицами.

Известен способ, в котором композит содержит матрицу из алюминиевого или магниевого сплава, армированного волокном, содержащим более 80% оксида алюминия, остальное - диоксид кремния, причем армирующая фаза отличается тем, что содержание α -Al₂O₃ в волокне 5-60%. Наполнитель композита содержит только до 60% α -фазы глинозема, остальное γ -фаза, которая вследствие малой термодинамической стабильности в значительной мере взаимодействует с основой по реакции Al₂O₃+3Mg= 3MgO+Al при этом происходит разрушение наполнителя - глинозема, что, естественно, снижает прочность границ, разрушает армирующую фазу и, как следствие, механические свойства.

Целью изобретения является повышение механической прочности получаемого композита.

Поставленная цель достигается тем, что в расплав матрицы на основе магния вводят дисперсную фазу, имеющую температуpу, равную температуре расплава матрицы, перемешивание осуществляют путем барботирования через расплав инертного газа с выдержкой в 8-10 раз, превышающей время введения дисперсной фазы в расплав, а в качестве дисперсной фазы используют смесь частиц альфа-модификации глинозема и частиц оксида магния в соотношении (10-12):1.

Сущность изобретения заключается в том, что выдержка при перемешивании в токе инертного газа дисперсных частиц, нагретых до температуры расплава матрицы, создает наилучшие условия смачивания. Применение в качестве дисперсных упрочняющих частиц термодинамически стабильного α -глинозема, покрытого оксидом магния (шпинель), исключает разрушение частиц за счет их взаимодействия с расплавом и приводит к образованию прочных межфазных границ, обеспечивающих высокие прочностные характеристики получаемого композита.

Примеры осуществления предлагаемого способа.

Исследования проводили в лабораторном реакторе, позволяющем получать в одном опыте 300 г композита. Основной элемент установки - герметичный реактор с внутренним реакционным стаканом. Установка оборудована системой перемешивания, дозатором подачи дисперсных частиц с возможностью нагрева последних, термопарами, фиксирующими температуры дисперсных частиц и расплава, системой подачи аргона в объем расплава, с удельным расходом во всех опытах 45-50 г/мин на 1 кг расплава. Скорость подачи дисперсных частиц составляла 25-28 г/мин. Интенсивность перемешивания 600-700 об/мин. Температура подаваемых дисперсных частиц и расплава 730-740^оС. В качестве матрицы использовали сплав МЛ5. Глинозем марки ГК и оксид магния х. ч. После проведения опыта и охлаждения слиток извлекали и проводили механические испытания. Результаты экспери- ментов приведены в таблице.

Способ позволяет получать композиционный материал с более высокой прочностью, кроме того, на 10-15% по сравнению с известными способами увеличивается износостойкость.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ МАГНИЯ, упрочненного дисперсной фазой, содержащий частицы глинозема, включающий введение дисперсной фазы в расплав матрицы на основе магния и выдержку расплава при перемешивании, отличающийся тем, что в расплав матрицы вводят дисперсную фазу, имеющую температуру, равную температуре расплава матрицы, перемешивание осуществляют путем барбатирования через расплав инертного газа с выдержкой, в 8 - 10 раз превышающей время введения дисперсной фазы в расплав, а в качестве дисперсной фазы используют смесь частиц альфа-модификации глинозема и частиц оксида магния в соотношении 10 - 12 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1