Способ производства сплавов с однородным распределением структурных составляющих на основе систем и ограниченной растворимостью в жидком состоянии

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству сплавов на основе алюминия с несмешивающимися компонентами. Способ получения контактным плавлением сплавов на основе алюминия с несмешивающимися компонентами включает приведение в контакт с алюминием двух или более несмешивающихся компонентов и пропускание через зону контакта импульсного тока с плотностью (1-4)×103 А/см2 и длительностью 0,01-1,00 с. Изобретение направлено на получение в зоне контакта сплава контактирующих элементов с однородной микроструктурой. 1 пр., 2 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству сплавов на основе алюминия с несмешивающимися компонентами.

Наиболее близким к предложенному является способ получения сплавов на основе алюминия системы алюминий-свинец-олово (Патент РФ 2452783 C1, C22C 1/02, опубл.10.06.2012, Бюл. №16), который включает в себя контактное плавление алюминиевой заготовки и сплава свинца с оловом эвтектического состава при температуре 600-655°С с учетом выдержки 1 мин на 1 мм толщины алюминиевой заготовки.

К недостаткам этого способа следует отнести:

1. Необходимость нагрева до относительно высоких температур контактирующих элементов, среди которых всегда имеются тяжелые легкоплавкие элементы, такие как свинец, индий и др., до относительно высоких температур, что небезопасно для персонала.

2. Отсутствие возможности получения дисперсных структурных составляющих.

Предлагаемый способ производства сплавов с однородным распределением структурных составляющих на основе систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии методом электроимпульсного воздействия на контактирующие разнородные металлы обеспечивает проведение процесса при более низких температурах и получение дисперсных структурных составляющих за счет пропускания через зону контакта импульсного тока с количеством импульсов, необходимых и достаточных для образования в зоне контакта сплава контактирующих элементов с однородной микроструктурой.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ, обеспечивается тем, что приводят в контакт с алюминием два или более несмешивающихся компонента и пропускают через зону контакта импульсный ток длительностью 0,01-1,00 с, плотностью (1-4)×103 А/см2, что приводит к образованию сплавов с однородным распределением структурных составляющих на основе систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии.

Изобретение поясняется следующими фигурами;

- фиг.1 - макроструктура зоны контактного взаимодействия стали и медно-свинцового порошка после прохождения электрического импульса.

- фиг.2 - микроструктура стали после действия электрических импульсов

Заявляемый способ включает в себя приведение в контакт двух или более несмешивающихся компонентов, при этом приведенные в контакт компоненты не нагревают, а пропускают через зону контакта импульсный ток длительностью 0,01-1,00 с плотностью (1÷4)×103A/см2, который является необходимым и достаточным для образования в зоне контакта сплава контактирующих элементов с однородной микроструктурой.

Границы по длительности действия импульсов объясняются тем, что при длительности импульсов менее 0,01 с процесс гомогенизации получаемого сплава не успевает пройти. При длительности более 1,00 с происходит, как правило, оплавление зоны контакта.

Границы по величине плотности тока объясняются тем, что при плотности тока менее 1×103 А/см2 реакция не происходит и сплав не образуется. При плотности тока более 4×103 А/см2 наблюдается оплавление зоны контакта.

Пример реализации данного способа.

Рассмотрим применение данного способа на примере получения сплава железа, меди и свинца.

Электрические импульсы пропускали через сборку, состоящую из двух стальных пластин толщиной по 5 мм, между которыми помещали тонкий (не более 1 мм) слой свинца или медно-свинцового сплава монотектического состава. Через сборку пропускали несколько электрических импульсов длительностью 10 мс и плотностью тока ~103 А/см2. На фиг.1 приведена макроструктура поперечного сечения такой сборки после пропускания двух импульсов тока. На фотографии макроструктуры четко видны несколько зон, образовавшихся в центральной части в результате воздействия импульса.

Центральная зона образовалась в результате совместного оплавления железа, меди и свинца. Далее следует светло-серая окаемка твердых растворов свинца и меди в железе. После этой переходной зоны следует матричное железо (1), микроструктура которого показана на фиг.2. В соответствии с фиг.2 свинец внедряется в твердую сталь в виде протяженных узких включений (2).

В соответствии с рисунками в стали приграничной зоны при большом увеличении на фоне зерен, основу которых составляет железо, видны хлопьевидные включения свинца. Границы зерен железа вытравлены, поэтому хорошо видно, что включения свинца располагаются либо на границах, либо в местах трех зерен. Медь в этой зоне присутствует как в виде твердого раствора в железе, так и в свободном виде.

Способ получения контактным плавлением сплавов на основе алюминия с несмешивающимися компонентами, отличающийся тем, что приводят в контакт с алюминием два или более несмешивающихся компонента и пропускают через зону контакта импульсный ток плотностью (1-4)×103 А/см2 и длительностью 0,01-1,00 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрохимическому получению лигатурных алюминий-циркониевых сплавов. В способе осуществляют анодную гальваностатическую поляризацию циркония с плотностью тока 0,5-4,0 мАсм-2 в течение 1-5 часов в расплавленных хлоридах щелочных металлов или смеси хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, содержащих расплавленный алюминий или алюминий-магниевый сплав, при температуре 700-750°С в атмосфере аргона.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов с металлической матрицей из алюминия или его сплавов, армированных керамическим наполнителем из нитридов или карбидов бора и вольфрамом.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению сплавов алюминия с редкоземельными металлами. Способ получения лигатуры алюминий-скандий включает расплавление алюминия, алюминотермическое восстановление скандия из исходной шихты, содержащей фторид скандия, хлорид калия и фторид натрия под покровным флюсом и последующую выдержку полученного расплава.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению литых композиционных сплавов для отливок ответственного назначения. .
Изобретение относится к области цветной металлургии и электротехники, в частности к сплавам, используемым для изготовления электрических проводов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к антифрикционным материалам и способам их получения. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению заготовок из алюминиевых сплавов. .
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения лигатур на основе алюминия с переходными металлами. .

Изобретение относится к получению Аl пленки из реагирующего с водой Аl композитного материала, наносимой на детали пленкообразующей камеры устройств образования пленок.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения модифицирующих лигатур при приготовлении алюминиевых сплавов методом введения в расплав алюминия борсодержащих и титансодержащих веществ или составов.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористого проницаемого каталитического материала методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористого проницаемого каталитического материала методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористого проницаемого каталитического материала методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов.
Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов для получения заготовок и полуфабрикатов и может быть использовано в авиационной и космической технике для изготовления деталей с повышенными эксплуатационными свойствами.

Группа изобретений относится к металлургии. Соли щелочных металлов, выбранные из группы, состоящей из сульфатов, хлоридов, нитратов, карбонатов, формиатов, оксалатов, сульфидов, сульфитов, бромидов, йодидов, фторидов, нитридов, нитритов, фосфатов, фосфидов, фосфитов и ацетатов щелочных металлов, смешивают в воде в качестве растворителя с оксидами полуметаллов, неметаллов или металлов, выбранными из группы, состоящей из CO2, CO, N2O3, N2O5, NO2, NOx, оксида кремния, оксида алюминия, оксида теллура, оксида германия, оксида сурьмы, оксида галлия, оксида ванадия, оксида марганца, оксида хрома, оксида титана, оксида циркония, оксида церия, оксида лантана, оксида кобальта, оксида меди, оксида железа, оксида серебра, оксида вольфрама и оксида цинка.

Изобретение относится к литейному и металлургическому производству, в частности к получению модификатора для алюминиевых сплавов. Способ включает смешивание порошка носителя с ультрадисперсным модифицирующим порошком в планетарной мельнице и прессование полученной композиции.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получения спеченных твердосплавных деталей из градиентных твердых сплавов. Может использоваться для изготовления режущих вставок инструмента для машинообработки металла, горного инструмента или инструмента для холодной штамповки.
Изобретение относится к металлургии, точнее к производству литейных сплавов, преимущественно цветных сплавов, и может быть использовано для получения отливок повышенного качества.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к получению композиционных материалов на основе меди, предназначенных для изготовления разрывных электрических контактов.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к приготовлению шихты для формирования матрицы алмазного инструмента из твердосплавной порошковой смеси с упрочняющими наночастицами из сверхтвердых материалов.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористого проницаемого каталитического материала методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов. Шихта содержит, мас.%: железная окалина 47,5-47,7, оксид хрома (III) 10,5-11,5, хром 5,2-5,8, никель 5,5-6,0, алюминий 12,3-12,5, руда цеолита 15-17, медь 1,5-2,0. Пористый проницаемый материал обеспечивает качественную каталитическую очистку отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Повышается устойчивость к динамическим и статическим нагрузкам. 1 табл., 1 пр.
Наверх