Сплав на основе алюминия

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве проводов электрического тока, работающих при повышенных температурах 200 300°С. Сущность изобретения: предложен сплав на основе алюминия следующего состава, мас. по крайней мере один редкоземельный металл 5 20; оксид алюминия 0,1 1,0; оксид редкоземельного металла 0,01 0,5; алюминий остальное. 2 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в качестве проводов электрического тока, работающих при повышенных температурах 200-300^оС.

Известен сплав на основе алюминия, содержащий оксид алюминия. Данный сплав является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного сплава является низкое относительное удлинение и низкая электропроводность при комнатной и повышенных температурах.

Целью изобретения является повышение относительного удлинения и электропроводности при комнатной и повышенной температурах.

Согласно изобретению предложен сплав на основе алюминия, имеющий следующий состав, мас.

По крайней мере один редкоземельный металл 5-20 Оксид алюминия 0,1-1,0 Оксид редкоземельного металла 0,01-0,5 Алюминий Остальное Добавки редкоземельных металлов по равновесной диаграмме состояния имеют небольшую растворимость в алюминии, равную 0,05-0,1% Однако при использовании высоких скоростей охлаждения при кристаллизации растворимость редкоземельных металлов в алюминии заметно возрастает и достигает 0,5-0,6% Наличие твердого раствора редкоземельных металлов в алюминий приводит к резкому падению электропроводности сплава. При продувке гранул кислородом, в связи с большим сродством к кислороду редкоземельных металлов по сравнению с алюминием, в первую очередь окисляются редкоземельные металлы, образуя оксид. В связи с образованием оксида редкоземельные металлы выходят из твердого раствора, тем самым уменьшая его содержание в твердом растворе алюминия. Это приводит к резкому повышению электропроводности и относительного удлинения при комнатной и повышенных температурах.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Сплавы, приведенные в табл. 1, отливали в виде гранул диаметром 1-2 мм. Гранулы после сушки засыпали в технологические стаканы и подвергали дегазации в вакууме при температуре от 300 до 450^оС для очистки поверхности гранул от газовых включений. Затем отвакуумированные гранулы продували кислородом для образования оксида редкоземельного металла, избыточный кислород удаляли и гранулы подвергали компактированию на брикет до плотности 98-99,5% Брикеты подвергали прессованию на пруток диаметром 12 мм, а затем пруток волочили на проволоку до диаметра 1,5 мм.

Сплав, взятый в качестве прототипа, отливали также в виде гранул диаметром 1-2 мм. Гранулы подвергали только дегазации в вакууме, технологические режимы переработки гранул на проволоку были аналогичными.

В табл. 1 три пеpвых состава сплавов отвечают предлагаемому, сплавы 4 и 5 являются запредельными, а сплав 6 прототипом; результаты испытаний представлены в табл. 2.

Анализируя данные, представленные в табл. 2, можно отметить, что при комнатной температуре по относительному удлинению (δ) предлагаемый сплав превосходит известный почти в три раза, а по электропроводности на 1,5-2,0 м/Ом˙мм². При повышенной температуре 250^оС предлагаемый сплав по относительному удлинению превосходит в 8-9 раз, а по электропроводности на 2,5-3,0 м/Ом˙мм², т.е. предлагаемый состав сплава благодаря более высокому значению относительного удлинения позволяет изготавливать проволоку микронных размеров. Кроме того, у предлагаемого сплава значительно более высокая электропроводность, чем у известного.

Предлагаемый сплав, кроме повышения относительного удлинения и электропроводности, обеспечивает сохранение такой же прочности ( σ_в), как у известного сплава при комнатной и повышенной температуре. У предлагаемого сплава σ_в²⁰ 30-33 кг/мм²; и σ_в²⁵⁰ 18-19 кг/мм², у известного указанные характеристики составляют σ_в²⁰ 20-30 кг/мм²; σ_в²⁵⁰ 14-18 кг/мм².

Формула изобретения

СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий оксид алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по крайней мере один редкоземельный металл и оксид редкоземельного металла при следующем соотношении компонентов, мас.

Редкоземельный металл 5 20 Оксид алюминия 0,1 1,0 Оксид редкоземельного металла 0,01 0,5
Алюминий Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1