Способ изготовления изделий из моноалюминия никеля

)5 В 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИЙ ИЗ порошОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО иэОБРетенкям и ОТМРЮГиямРи Гкнт сссР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт металлургии имениА.А. Байкова АН СССР(56) 1. А. Иа 11:.ег аль Е. А. Бгаг 1 се.Исгаяггцстцге апп ргорегГез оГехггийей РМ к 7091 р 1 аг.е. - Роыдег Мега 11 игВу, 19 ВЗ, чо 1, 26, 1 4, р, 185191.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМОНОАЛЮМИНИДА НИКЕЛЯ(57) Изобретение относится Изобретение относится к порошковой металлургии, в часгности к способам изготовления изделий из моноалюминида никеля,Целью изобретения является повышение технологичности материала,Предложенный способ заключаетсяв прессовании порошков алюминия, плакированных никелем, при давлении200"1000 МПа, экструзии при комнатной температуре с деформацией 90-96или при температуре 300-500 С с деоформацией 96-99,21, механическойобработке и ступенчатой термообработке сначала при 610-640 С с выдержкой3-4 ч, при нагреве до 1050-1130 С свыдержкой 3-4 ч, затем при нагреведо 1480-1520 С с выдержкой О,8-1 ч.Прессование при давлениях ниже200 ИПа не позволяет получать брикет ковой металлургии, Цель изобретенияповышение технологичности материала.Предлагаемый способ заключается впрессовании порошков алюминия, г.ла-.кированных никелем, при давлении200-1000 МПа, экструзии при комнатной температуре с деформацией 90-96или при 300-500 С с деформацией 9699,93, механической обработке и ступенчатой термообраоотке сначала при610-640 С с выдержкой 3-4 ч, принагреве до 1050-1130 С с выдержкой3-4 ч, затем при нагреве до 14801520 С с выдержкой 0,8-1 ч. Изобретение позволяет получать изделия сложной формы за счет повышения техно"логичности материала. 1 табл. е с удовлетворительной для манипуляций прочностью. Брикетирование при давлениях выше 1000 МПа нецелесообразно из-за критических нагрузок на пресс- оснастку.Холодная экструзия с деформациейменее 90 не позволяет получить компактный качественный полуфабрикат, а экструзия при комнатной температуре с деформацией более 961 требует усилий, превышающих допустимые для прессового инструмента. Для полученияолуфабрикатов методом экструзии холодного брикета с деформацией 96- 99,94 необходим нагрев стенок контейнера до 300-500 С. При температурео стенок контейнеров ниже 300 С и деформации 96.-99,9 усилия на прессоЬый инструмент превышают допустимые.о Нагрев стенок контейнера выше 500практически трудно осуществить иэ-за высоких тепловых потерь в окружающую атмосферу. Проведение экструзии с деформацией более 99,94 требует предварительного нагрева брикета, цто5 не позволяет провести последующую термооЬработку и получить моноалюминид никеля данным способом.Заключительная операция - ступенчатая термообработка проводится для получения изделий из моноалюминида никеля заданной формы за счет контролируемого температурно-временного воздействия на исходную композицию с заданным распределением слоев никеля и алюминия. Термообработка при 6 10-640 С в течение 3-4 ч позволяет сформировать по границам композиции М-А 1 защитный слой соединения И 1 гА 1320 предотвращающий вытекание А 1 иэ полуфабриката. При температурах ниже 610 С время образования соединения И 1 А 1 резко возрастает, а при темпеэратурах выше 640 С возможно вытекание эвтектики А 1 - И 1 А 13 Увеличение 25 времени термообработки более 4 ч при.водит к разрушению полуфабриката за счет объемных изменений, вызванных ростом соединения И 1 гА 13 сверх критицеского. Уменьшение времени термооб 30о работки менее 3 ч при 610-640 С не позволяет создать барьерный слой И 1 А 13 нужной толщины, что при последующем повышении температуры тер" мооЬработки приводит к вытеканию А 1 35 из полуфабриката.На втором этапе температуру термооЬработки повышают до 1050 -1130 С и ведут ее в течение 3-4 ч, в этом температурном интервале происходит 40 образование интерметаллических соединений И 1 А 1 э и И 1 А 1 причем больгшую скорость роста имеет И 1 А 1 формирующий барьерный слой, При термообраЬотке ниже 1050 С наибольшую 45 скорость роста имеет соединение И 1 гА 13что приводит к необратимым объемным изменениям и разрушению по. луфабриката. Повышение температуры выше 1130 С в течение первых 4 ч вто рого этапа термооЬраЬотки ведет к расплавлению материала. При временах выдержки менее 3 ц на втором этапе термообработки образуется. барьерный слой соединения ИА 1 недостаточной толщины и повышение температуры на третьем, заключительном этапе, приводит к расплавлению и нарушению Фор мы образца. Увеличение времени выдержки более 4 ч ведет к накоплению сверх допусти. мого соединения И 1 А 13 цто приводит к разрушению полуфабриката.Заключительный этап термообработки при 1480-1520 фС в течение 0,8-1 ч необходим для расплавления соединения И 1 Аз и получения иэделия из моноалюминида никеля при сохранении заданной формы. Температура термооЬ- работки ниже 1480 С резко увелицивает время получения соединения МА 1. Температура выше 1520 С приводит к разрушению изделия на стадии выравнивания состава.Время термооЬработки менее 08 ч неДостатоцно для полного растворения соединения МА 1 з а выдержка изделия при 1480-1520 С более 1 ц не приводит к изменению состава моноалюминида никеля в изделии.П р и м е р . Проводят прессование экструзию и термообработку композиционного порошка А 1, плакированного никелем, Порошок получают осаждением из газовой фазы Ид на сферические частицы А 1. Размер частиц композиционного порошка 80-120 мкм. Соотношение никеля и алюминия соответствует стехиометрическому составу моноалюминида никеля в каждой компози"ционной частице.В состав пресс-оснастки входят: контейнеры 16,8 мм и 17 мм, глухая матрица и матрицы с диаметрами отверстий 5,6; 5,4; 4,8; 3,4; 2,4; 1,7;1,6 мм, .соответствующие деформации 89, 90, 92, 96, 98, 99,9,99914 изготовленные из стали 3 Х 2 В 8 Ф.7 г прессуемого материала засыпают в контейнер пресса, устанавливают контейнер с засыпкой на 50-тонный вертикальный гидравлический пресс, сжимают под давлением пресса 4,5-22 т 180-1000 Ипа с выдержкой под давлением 1 с. Затем брикет выталкивают и экструдируют либо при комнатной температуре с деформацией 90-96 либо при температуре стенок контейнера 300-500 С с деформацией 96-99,9 Ж.Изделия получают в виде прутков с диаметром, соответствующим диамет" ру отверстия в матрице. Первые две ступени термообраЬотки изделий, помещенных в вакуумированные кварцевые ампулы, проводят в печи сопротивления, Третий этап терми" ческой обработки осуществляется в ин"Способ изготовления изделий из моноалюминида никеля, включающий прессование порошка системы никель - алюминий, экструзию и механическую обработку, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения технологичности материала, прессованию подвергаютпорошок алюминия, плакированный никелем, прессование ведут при давлении 200-1000 МРа, экструзию осуществляют при комнатной температуре с деформацией 90-964 или при температуре300-500 С с деформацией 96-99,9,после механической обработки осуществляют ступенчатую термообработку:сначала при 610-640 ОС с выдержкой 20 3-4 ц, при нагреве до 1050-1130 Сс выдержкой 3-4 ц, затем при нагреве до 1480-1520 С с выдержкойц1 Брикетирование,4,5/180 1,6/200 4,6/200 рикет рассыпаетсяруток расслаиваетсяытекает алюминий 20 20 3-4 3-4 600050"11610-64050-11 6/200 . 9 6/200 9 ытекает алюминии 2,5 3-4 Давле крити Вытек Разру Разру ие экструзии вышескогоет эвтектикаение изделияение изделия 65 20 20 20 6/200,4/500 610-640,610-6401040610-6401140610-640050-1130480-1520610-640050-1100610-640050-11301470610-640050-,1130480-1510 90 асплавление изделия асплавление изделия,4/500 22,7/10 рушение изделия 92 Издел го с нике Изде го с да н е имеет фазовоа моноалюминида всем объеме е имеет фазовоа моноалюмини" во всем объе 11,4/500,8" 1 шение изделия 5 1 дукционной печи в атмосфере инертного газа. Режим термообработки:1 этап - нагрев до 610-640 С, выдержка 3-4 ч;2 этап - нагрев до 1050-1130 С, выдержка 3-4 ч;3 этап - нагрев до 1480-1520 С, выдержка 0,8-1 ч.Реэуль-аты исследований представлены в таблице. Уровень свойств изделия, полученного по предлагаемому способу, соответствует уровню свойств иэделия, полученного по способу-прототипу. Предложенный способ позволяет получат.ь изделия сложной формы (спирали, сложные профили, детали переменного поперечного сечения и т.п.) за счет повышения технологичности материала. 3-4 3-4 3-4 3-4 2 5 ,0,8-1 4,5 3-4 3-4 0,8-1 3-4 3-4. всем объем 92 11,4 50 8-18-1 Моноалюминидвсем объеме480-1520 8-1 Моноалюминидвсем объемеДавление зкскритического480-1520 0,8-1 Моноалюминидвсем объеме1480-1520 0,8-1 Моноалюминидвсем объеме1480-1520 0,8-1 Моноалюминидвсем объемеШДавление эккритическог1480-1520 0,8-1 Сложно поддпературу коза высокой келя в 6/100 никеля О,6/20 трузии выш 90 4,6/200 11,4/50 0 никеля 99 00 еля во 99 9 . 50 99191 50 4,6/20011,4/50022,7/1000 рузии вы рживать те тейнера из еплоотдачи 510 Про426 отип488Охлажде 2 Изделие с составом соеие в во- динения 11,4/50 ль Н. ЛевашеваХоданцч Корректо став хред ткин Редактор М. С. Шевкунею м ираж 6Заказ 94 Подписное омитвта ио изобретениям и открытиям нросква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 КИТ СС НИИПИ Гас