Способ получения горячедеформированных порошковых материалов

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ включает механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением. Шихту на основе алюминия получают механохимической активацией алюминиевого порошка ПА-4 совместно с 18 мас.% порошка кремния в течение 1 ч в насыщенном водном растворе ортоборной кислоты. Горячую обработку заготовки давлением проводят с приведенной работой уплотнения 17-70 МДж/м3. Обеспечивается твердость и механические свойства материала, достаточные для изготовления гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания. 3 пр.

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при получении горячедеформированных порошковых материалов Al-Si.

Известен способ изготовления горячедеформированного материала (Einflub der Herstellungsbedingungen auf die Eigenschaften von dispersionsverfestigten Al-Al4C3 Werkstoffen. / J. Scha-lunov, M. Slesar, M. Bestersi, H. Oppenheim, G. Jangg. // Metall. - 1986. Vol.40, №6. - P.601-605), включающий механическое легирование алюминиевого порошка со средним размером частиц dcp=35 мкм с добавкой углерода M=4 мас.% в виде сажи в высокоэнергетической мельнице в течение 40 мин; горячую обработку механически легированной шихты в течение 1 ч, при t=590°C в воздушной атмосфере; формование заготовки давлением pxn=680 МПа; ее выдавливание при температурах нагрева матрицы 400°C и заготовки 590°C. Данный способ характеризуется высокой степенью окисления легированного порошка в процессе горячей обработки.

Известен способ изготовления горячедеформированного материала (Пат. 2353689 Российская Федерация, МПК C22C 1/05, C22C 21/02. Порошковый композиционный материал и способ его получения [Текст] / Мироненко В.Н., Петрович С.Ю., Черепанов В.П., Окунев С.А., Васенев В.В.; патентообладатель Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит"). - №2006140244/02; заявл. 15.11.2006; опубл. 20.05.2008.), включающий приготовление расплава, содержащего алюминий, кремний, никель, бериллий, и его распыление с получением порошка сплава. Затем осуществляют механическое легирование порошка дисперсными углеродом и кремнием с доведением содержания кремния в материале до 35-46 мас.% в азотно-кислородной смеси с содержанием кислорода 2-8 об.%, дегазацию полученной порошковой композиции в вакууме, компактирование полученной порошковой композиции в вакууме и опрессовку полученных заготовок на прессе 600 тс в течение 3 мин. Данный способ характеризуется высоким содержанием кремния, приводящим к снижению пластичности материала.

Наиболее близким техническим решением (Пат. 2234395 Российская Федерация, МПК7 B22F 7/04, B22F 5/00, B22F 3/14. Способ изготовления горячедеформированных порошковых материалов [Текст] / Дорофеев Ю.Г., Сергеенко С.Н., Безбородов Е.Н.; заявитель и патентообладатель Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). - №2002133978/02; заявл. 17.12.2002; опубл. 20.08.2004.) является способ получения горячедеформированных порошковых материалов, включающий механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице в течение 0,3…1,8 ч, при содержании углерода в шихте Мгр=1,1…2,8 мас.%, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением. В качестве исходного материала используют "стружковый" алюминиевый порошок. Данный способ характеризуется пониженными значениями твердости материала и высокой продолжительностью механической активации, приводящей к повышению стоимостью изготовления.

Решаемая задача - повышение значений твердости, необходимых для обеспечения эксплуатационной надежности гильз цилиндров ДВС при снижении затрат.

Задача решается тем, что способ включает механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице в течение 0,5 ч, при содержании углерода в шихте Мгр=2,8 мас.%, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением, причем шихту на основе алюминия получают механохимической активацией алюминиевого порошка ПА-4 совместно с порошком кремния при его содержании Мкр=18 мас.% в течение τМХА=1 ч в насыщенном водном растворе ортоборной кислоты, горячую обработку давлением проводят с приведенной работой уплотнения w=17-70 МДж/м3.

Пример 1. Технология изготовления горячедеформированного материала включает механохимическую активацию алюминиевого порошка ПА-4 совместно с порошком кремния при его содержании Мкр=18 мас. % в течение τМХА=1 ч, при содержании насыщенного водного раствора ортоборной кислоты в шихте Cнр=20 мас.% для приготовления активированной шихты, обработку активированной шихты с добавкой углерода Mгр=2,8 мас.% в шаровой планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров dш=10 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения Vвр=290 мин-1 в течение τ=0,5 ч, последующее формование заготовки (d=12,7 мм) давлением pхп=313 МПа, нагрев в воздушной атмосфере при tн=650°C и τн=2 мин, горячую обработку давлением с приведенной работой уплотнения w=17 МДж/м3. Полученный горячедеформированный материал имел плотность ρгш=2,65 г/см3, предел прочности на срез τср=164 МПа и твердость HV 212.

Пример 2. Технология изготовления горячедеформированного материала включает механохимическую активацию алюминиевого порошка ПА-4 совместно с порошком кремния при его содержании Мкр=18 мас. % в течение τМХА=1 ч, при содержании насыщенного водного раствора ортоборной кислоты в шихте Cнр=20 мас.% для приготовления активированной шихты, обработку активированной шихты с добавкой углерода Mгр=2,8 мас.% в шаровой планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров dш=10 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения Vвр=290 мин-1 в течение τ=0,5 ч, последующее формование заготовки (d=12,7 мм) давлением pхп=313 МПа, нагрев в воздушной атмосфере при tн=650°C и τн=2 мин, горячую обработку давлением с приведенной работой уплотнения w=35 МДж/м3. Полученный горячедеформированный материал имел плотность ρгш=2,74 г/см3, предел прочности на срез τср=181 МПа и твердость HV 406.

Пример 3. Технология изготовления горячедеформированного материала включает механохимическую активацию алюминиевого порошка ПА-4 совместно с порошком кремния при его содержании Мкр=18 мас. % в течение τМХА=1 ч, при содержании насыщенного водного раствора ортоборной кислоты в шихте Cнр=20 мас.% для приготовления активированной шихты, обработку активированной шихты с добавкой углерода Mгр=2,8 мас.% в шаровой планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров dш=10 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения Vвр=290 мин-1 в течение τ=0,5 ч, последующее формование заготовки (d=12,7 мм) давлением pхп=313 МПа, нагрев в воздушной атмосфере при tн=650°C и τн=2 мин, горячую обработку давлением с приведенной работой уплотнения w=70 МДж/м3. Полученный горячедеформированный материал имел плотность ρгш=2,77 г/см3, предел прочности на срез τср=221 МПа и твердость HV 444.

Анализ параметров выполнения способа показывает, что динамическое горячее прессование пористых заготовок, сформованных на основе смеси порошков алюминия и кремния с добавлением графита, обработанных в планетарной мельнице и нагретых в воздушной атмосфере, позволяет изготавливать порошковые материалы конструкционного назначения и снизить затраты на их изготовление.

Способ получения горячедеформированных порошковых материалов, включающий механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице в течение 0,5 ч при содержании углерода в шихте Mгр=2,8 мас.%, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением, отличающийся тем, что шихту на основе алюминия получают механохимической активацией (МХА) алюминиевого порошка ПА-4 совместно с порошком кремния при его содержании Mкр=18 мас.% в течение τМХА=1 ч в насыщенном водном растворе ортоборной кислоты, при этом горячую обработку заготовки давлением проводят с приведенной работой уплотнения w=17-70 МДж/м3.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к технологии получения многослойных реакционных фольг. Может использоваться для соединения разнообразных материалов, включая металлические сплавы, керамику, аморфные материалы и чувствительные к нагреву компоненты микроэлектронных устройств.

Группа изобретений относится к порошковой металлургии, в частности к композиционным вращающимся режущим инструментам и способам их получения. Композитное изделие включает в себя удлиненную часть, состоящую из внешнего участка, содержащего первый цементированный карбид, и внутренний участок, соединенный без флюса с внешним участком и содержащий второй цементированный карбид.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению сверхтвердых композиционных материалов. Может использоваться для изготовления лезвийных инструментов, работающих в условиях непрерывного и прерывистого резания закаленных сталей, чугунов, твердых сплавов и других труднообрабатываемых материалов.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к области производства металломатричного композитного материала конструкционного назначения. Может применяться в атомном машиностроении для эффективной нейтронной защиты, а также при разработке авиакосмической техники.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению слоистых биметаллических композитов. Проводят подготовку стальной полосы, подачу в очаг деформации между валком и полосой сухого алюминиевого порошка, совместную прокатку полосы и упомянутого алюминиевого порошка с обжатием 30-50% с получением алюминиевого покрытия на стальной полосе и последующую термическую обработку.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлической детали, усиленной вставкой из керамических волокон. .
Изобретение относится к получению фторопластового покрытия на металлических поверхностях. .
Изобретение относится к способам соединения заготовок типа вал-втулка. .
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в медицине для изготовления поверхностно-пористых имплантатов из биосовместимых материалов.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение может быть использовано при изготовлении композиционного оксидно-металлического инертного кислородвыделяющего анода для электролитического получения металлов, в частности, алюминия.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению корпуса бурового инструмента. Порошковую смесь, содержащую твердые частицы, частицы металлической матрицы и органический материал, инжектируют в полость пресс-формы, уплотняют порошковую смесь для формования неспеченного корпуса и спекают до заданной конечной плотности для формирования, по меньшей мере, части корпуса бурового инструмента.

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к изготовлению сектора газотурбинного двигателя. Способ изготовления сектора колеса газотурбинного двигателя (11), содержащего лопатки (9), установленные в полках (7, 8) лопаток включает изготовление лопаток (9) отдельно от полок (7, 8) лопаток; приготовление смеси металлического порошка с термопластическим связующим материалом; впрыскивание смеси в литейную форму для получения заготовок полок (7, 8) лопаток; удаление связующего материала из заготовок полок (7, 8) лопаток; соединение лопаток (9) с заготовками полок (7, 8) лопаток путем установки лопаток (9) между внутренней (8) и внешней (7) полками лопаток.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при производстве цилиндрических поковок заданной плотности штамповкой скомпактированных спеченных заготовок, полученных из металлических порошков.

Изобретение относится к области изготовления заготовок из композиционных углерод-углеродных материалов и предназначено для изготовления фрикционных элементов тормозных дисков для авиационной техники и наземного транспорта.

Изобретение относится к электроду для поверхностной обработки с получением износостойкой пленки за счет энергии электрического разряда и к способу изготовления упомянутого электрода.
Изобретение относится к средствам управления положением стрелочного перевода железнодорожного, трамвайного пути, в частности к стрелочной гарнитуре. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к жаростойкому компоненту такому, как, например, лопатка турбины или рабочее колесо нагнетателя, подвергающемуся трению о другой компонент в условиях высокой температуры.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления концевых фрез. .

Изобретение относится к получению поликристаллического алмазного режущего элемента методом порошковой металлургии. Может использоваться для изготовления долот для бурения подземных пород.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ включает механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением. Шихту на основе алюминия получают механохимической активацией алюминиевого порошка ПА-4 совместно с 18 мас. порошка кремния в течение 1 ч в насыщенном водном растворе ортоборной кислоты. Горячую обработку заготовки давлением проводят с приведенной работой уплотнения 17-70 МДжм3. Обеспечивается твердость и механические свойства материала, достаточные для изготовления гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания. 3 пр.

Наверх