Способ легирования алюминиевого порошка свинцом иили оловом

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ РЕСПУБЛИК 19) ИИ 5 22 Р 9/04, 1/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 30 нии/02, 1985 АЛВМИНИЕЛОВОМтся к и О ошкп-о ости к свинц бретения являичности и близитв, Для этого минию цти коми/или вик ловом, Целью изобретения яется повыше свойств и те ико-механиче с и логичн и.сущес яют следующи Способраэом,Порош ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ННТ СССР(54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ПОРОШКА СВИНЦОМ И/ИЛИ О (57) Изобретение относи вой металлургии, в част бам легирования алюмини и/или оловом. Целью изо ется повышение технолог эико-механических свойс в шихту, содержащую алю позиции на его основе,Изобретение относится к порошков металлургии, в частности к способу легирования алюминия свинцом и/или алюминия или его композицию с другими элементами загружают в барабан размольно-смесительного агрегата, наполненный размольными телайй, добавляют в требуемом количестве интерметаллид, барабан герметизируют, заполняют инертным газом (при необходимости полость барабана вакуумируют) олово вводят в виде интерметалличесих соединений с металлами щелочной, щелочно-земельной, редкоземельной групп или/и халькогенов, которые образуют с алюминием твердые растворы и/или интерметаллиды. Перемешивание шихты осуществляют в условиях ударноистирающего воздействия размольных тел. Спекание композиций проводят при температурах, превышающих температуры эвтектических превращений в системе алюминий - металл, образующих интерметаллид со свинцом или оловом, но меньше температуры ликвидус для данного состава указанной системы. Спекание можно также проводить в безокис-лительных атмосферах, не содержащих водород и воду, 2 табл. В процессе смешивания компоненты шихты подвергаются ударно-истирающему воздействию размольных тел, в результате частицы порошка алюминиевой основы композиции подвергаются механическому легированию твердой составляющей шихты - интерметаллидом. Продолжительность обработки шихты зависит от природы интерметаллида (главным образом его хрупкости), но не превышает 3 ч. Механически обработанную шихту используют для формования заготовок изделий, например.подшипников скольжения. формование заготовок осуществляют прессованием.Заготовку подвергают спеканию, например, в вакууме 1 О - 10 мм рт.ст.при температуре, близкоц к температур эвтектического превращения в сист ме алюминий - металл, образующий и терметаллид со свинцом или оловом, В процессе нагрева до заданной5 т мпературы происходит взаимодействие м жду алюминием и интерметаллидом по реакциям:А 1+.1 еРЬ - А 1 Ме +уРЬ, (1) где Ме - щелочной, щелочно-земельныйили редкоземельный металл.В случае образования твердого р створа в системе А 1-Ме реакция (1), к оме того, сопровождается образован ем твердого раствора на основе алюния, а это приводит к упрочнению о новы сплава, например; Л 1+1.1 РЬс-Л 1+1 1 А 1+РЬ (2) А 1+Мр РЬ-фо-Л 1+А 1 зМр +об-РЬ+с-Мр (3)20 А 1+ВаРЬ -фЛ 1+ВаЛ 1 уРЪ+РЬ (4) Л 1+С РЬ - А 1+СеА 1+РЬ (5) А 1+РЪБ - Л 1+РЪБЛ 1 +РЬ (б) Возможна реакция Л 1+МеБ-ф Л 1+Л 1 Бз+Ме (7) 25 Л 1+БпБ - Л 1+БпБ Л 1+Бп Возможа также реакция:Л 1+МеБ- Л.+Я,Б з+,1 еВ случае образования твердых растворов (реакции 2,3) происходит упроч цние осноны композиции, в случае о разования лишь интерметаллидов (реа ции 4-7) основа композиции может бьть упрочнеца дополнительно попутным л гиронацием элементами растворяющи 35ся в алюминии, например медью, кремнием, цинком,Освобождающийся по реакции 1 (3-7) свинец или олово равномерно распределен в виде мелкодисперсных включений 40 в металлической матрице, представляющей собой либо алюминий, либо твердый раствор с(-Л 1.При нагревании брикета до температуры спекания протекает реакция (1) и 45 происходит контактное взаимодействие между частицами алюминия - спекание каркаса. Л так как частицы свинца или олсона, освобождающиеся по реакции (1), разобщены, то и последующая кристал 50 лизация их при охлаждении спеченных брикетов происходит практически н замкнутом пространстве, образованном поверхностями частиц алюминия, а жидкие свинец или олово удерживаются в этом пространстве силами поверхцост 55 ного натяжения.Большую роль играет атмосФера приспекании композиций, содержащих щелочцые, щелочно-земельные металлы ихалькогены, в случае присутствия ватмосФере печи водорода и паров водыпротекают реакции, сопровождающиесяобразованием гидридон, оксидов илигазообразных соединений, способствующих охрупчинанию композиции и неконтролируемому угару отдельных компонентов.Благоприятными средами спеканиятаких композиций являются: вакуум неменее 10 мм рт.ст., азот с точкойросы це выше -40 С, допустимо вестипроцесс спекания в ваннах р.,:плавленных солей щелочных метал.ц в, не содержащих кислород и водород,П р и м е р, Приготовлены композиции на основе порошка алюминия ПАб,В качестве второго компонента шихтыиспользованы соединения; 1.ДАРЪ, Мр РЬ,СеРЬь, РЬБ, БпБ.Количество второго компонента всмеси ограничивает содержание свинцаили олова не более 10 мас.Х,Содержание интерметаллида н шихте,мас.7; 1,1 РЬ 10,0; Мя РЬ 11,0; С 1 РЬз12,0; РЬБ 12,0; БпБ 12,0.Смеси в количестве по 2 кг готовили в лабораторной планетарной центробежной мельнице, в качестве раэмольных тел использовали шары диаметром19 мм, изготовленные иэ стали 11 Х 15.Отношение массы шихты к массе размольных тел н загрузке составляло 1:8.Продолжительность механическойобработки шихты составляла, ч: шихта9 1 3; шихта Р 2 2; шихта Р 3 0,5;шихта Р 4 0,4; шихта к: 5 0,3.Равномерность распределения интерметаллида в шихтах после такой обработки составляла 0,995-0,998;Иэ шихт Формовали брикеты диаметром 16 мм и заготовки образцов дляизучения механических свойств ра рами 10 х 10 х 55 мм. Холодное прессовацие проводили в стальных пресс-Формахпод давлением 6 тс/см,Спекание проводили в вакууме це-зниже 1 О мм рт.ст. при температурах,приведенных н табл. 1.Результаты механических испытанийкомпозиций 1-5 и материалов прототипа (пример б) приведены в табл.2,Как следует иэ данных табл. 2,предложенный способ обеспечивает повышение Физико-механических свойств,технологичности за счет снижения температуры обработки.5 158507Формула изобретения 96ями свинца и/или олова с металлами щелочной, щелочно-земельной, редкоземельных групп и/или с халькогенидвми свинца и/или олова, смешивание осуществляют при истирании размольными телами, а спекание проводят при температуре в интервале температура звтектики в системе алккиний - металл - температура ликвидуса той же системы. Способ легирования алюминиевого порошка свинцом и/или оловом, включающий смешивание порошков компонентов в присутствии размольных тел, формование и спекание, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств, технологичности, порошок алюминия смеши" вают с интерметаллическими соединениТаблица 1 Режим спекания Температура Относительнаяплотность Пример, В эвтектичестемпе- время , .ратура,1 выСдержки, мин кого превращения всистемеА 1-".1 е до спекания послеспекания 610 30 500 30 546 30 700 30 0,78 0,95 0,80 О, 95 0,8 0,95 0,82 О, 95 601450638Монотектика660 1 2 3 0,82 0,95 0,93 0,97. 700 700 30 30 5 6 650 То же Таблица 2 При-Твердость, Предел проч- У, 7мер,НВ ности, 6,13 р к г/мм Модуль нормальной упругости,кг/мм 32 47 68 60 5819 Составитель В. НарваТехред М.Ходаннч Корректор О,Ципле Редактор М.Бандура Заказ 3080 Тираж 636 ПодписноеРцИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР11303 , Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-нэдате.чь кнн комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 1 2 3 4 5 6 16,4 28,0 35,0 17,3 15,7 7,6 8,6 7,2э1,8 2,1 31 7200 7000 8100 6800 6400 5600