Способ получения дисперсно-упрочненной меди

Изобретение относится к порошковоЯметаллургии, в частности к производствудисперсно-упрочненной меди.Известен способ получения дисперсноупрочненной меди из порошков меди, восстановителя, выбранного иэ группыэлементов, имеющих низкое значение термодинамического потенциала образованиюоксида, включающей алюминий, магниЯ, титан, и окислителя, в качестве которого используются оксид меди или водв,внутренним окислением путем обработкиисходных компонентов в вибромельнице втечение 2-4 ч при амплитуде колебаний 5-6мм, частоте колебаний 25-30 с, степени 15заполнения помольной камеры шарами 6080, отношении объема шаров к объемусмеси 4-6 и температуре в помольной камере не более 120 С или аттриторе в течение3-5 ч при частоте вращения вала 15-20 с, 20степени заполнения помольной камеры шарами 60-80. отношении обьема шаров кобъему смеси 7-12, температуре в помольной камере не более 120 Сц, получениемполуфабрикатов горячим прессованием - 25экструзией при 750-850 С холодно-прессованных заготовок из гранулированных композиций,Окислитель вводится в исходную смесьв количестве, необходимом для связывания 30восстановителя в оксид, исходя из условиястехиометрии. Роль упрочняющей фазы вэтом случае играет оксид активного элемента, образовавшийся в процессе механического легирования, Недостатком способа 35являются сравнительно низкие физико-ме ханические свойства, обусловлено тем, чтопри стехиометрическом соотношении в исходной смеси окислителя и восстановителяне достигается полного взаимодействия 40между ними и в полуфабрикатах наряду супрочняющим оксидом, образующимся врезультате взаимодействия между окислителем и восстановителем, присутствуетокислитель и восстановитель в количестве 45до 15 от их исходного содержания.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту являетсяспособ получения дисперсно-упрочненныхсплавов на основе меди, включающий обработку смеси порошков меди. восстановителя,выбранного иэ группы, содержащейалюминий, магний, титан, и окислителя, вкачестве которого используется оксид меди.в энергонапряженной мельнице - механичвское легирование с последующим компактированием гранулированной композициии получением полуфабрикатов из холоднопрессованных брикетов методом горячегопрессования - экструзией. Причем оксид меди берут в количестве, до 2,5 раз превышающем стехиометрически необходимое для окисления восстановителя, а механическое легирование осуществляют в две стадии. Первая стадия осуществляется в изолированной помольной камере в течение не менее 4 ч, а вторая стадия проводится при подаче в помольную камеру водорода в течение не менее 2 ч. Недостатком способа является сложность и длительность технологии механического легирования, обусловленная необходимостью проведения процесса в две стадии с подачей на второй стадии обработки в помольную камеру водорода. 4Целью изобретения является упрощение технологического процесса получения дисперсно-упрочненной меди при сохранении высокого комплекса физико-механических свойств. Указанная цель достигается способом. включающим смешивание порошков меди. алюминия и легирующей добавки, взятой в количестве. до 2,5 раз превышающем стехиометрически необходимое для связывания алюминия в упрочняющую фазу, в помольной камере энергонапряженной мельнице - механическое легирование в течение не менее 4 ч, последующее компактированив полученной гранулированной композиции и изготовление полуфабрикатов экструзией, в котором согласно изобретению в качестве легирующей добавки используется перекись водорода (Н 202). мочевина ЙН 2)СО) азотнокислый аммоний (ИНдйОз).В процессе механического легирования имеют место механохимические превращения. вызывающие распад легирующей добавки и взаимодействие продуктов распада, находящихся в газообразном виде, с алюминием с образованием упрочняющих фаз - оксида алюминия (А 120 э), нитрида алюминия (А 1 ч) и карбида алюминия (А 14 Сэ). Введение легирующей добавки в количестве, превышающем стехиометрически необходимое. обеспечивает полное связывание алюминия в упрочняющие фазы, что является необходимым условием получения полуфабрикатов с высоким комплексом физико-механических свойств, В то же время продукты распада легирующей добавки, в состав которых входит водород, азот, оксиды водорода, углерода и азота являются инертными по отношению к основе - меди и не вызывают ее окисление, что исключает необходимость применения второй стадии механического легирования, имеющей место в прототипе,П р и м е р1 В качестве исходных компонентов взяти пореики меди ПМС 1, 2000882510 15 20 25 30 35 40 45 алюминия ПА 4 и перекиси водорода. Содержание алюминия в исходной смеси составляло 0,57(з по массе, Исходя из условия стехиометрии, расчетное количество перекиси водорода, необходимое для окисления алюминия, составляет 0,47 мас.%, Содержание перекиси водорода. вводимый в смесь, в данном примере в 1,5 раза превышало количество, необходимое для окисления алюминия, исоставило 0.705 мас, . При полном окислении алюминия количество упрочняющей фазы оксида алюминия составляет 0,94 мас.ф, или 2,15 по объему,Исходная смесь подвергалась механическому легированию в вибромельнице при частоте колебаний помольной камеры 25 с, амплитуде колебаний помольной ка меры 5 мм, степени заполнения помольной камеры шарами 70%. отношении объема шаров к объему смеси 5. Механическое легирование проводили в течение 4 ч, Из гранулированной дисперсно-уп рочненной композиции, изготовленной механическим легированием, методом холодного прессования получали заготовки плотностью 75, Заготовки подвергали зкстргзии при 750 С со степенью обжэтия 75%, Полученный материал имеет следующие свойства: твердость НВ 182, предел прочности при растяжении 790 МПа, относительное удлинение 18%. электропроводность составляет 88 от электропроводности меди,П р и м е р 2. В качестве исходных компонентов взяты порошки меди ПМС 1, алюминия ПА 4. мочевины ЙН 2)2 СО Содержание алюминия в исходной смеси составляло 1 мас.%. Исходя из условия стехиометрии, расчетное количество моче- вины. необходимое для связывания алюминия в упрочняющие фазь 1, которыми являлись оксид алюминия (А 120 з), карбид алюминия (А 4 Сз), нитрид алюминия (АЗМ), При полном связывании алюминия в упрочняющие фазы общий обьем упрочняющей фазы составляет примерно 4,3%,Исходная смесь подвералась механическому лвгированию в вибромельнице при частоте колебаний помольной камеры 20 с,1 ,амплитуде колебаний 5,5 мм, степени зэ полнения помольной камеры шарами 70%, отношение объема шаров к объему смеси 6. Механическое легирование осуществлялось е течение 6 ч. Из гранулированной дисперсно-упрочненной композиции, изготовлен ной механическим легировэнием, методом холодного прессования получали заготовки плотностью 75;(з. Заготовки подвергали экструзии при 800 С со степенью обжатия 93(. Полученный материал имеет следующие свойства; твердость НВ 255 предел прочн,:;т, при растяжении 1160 УПа. отно сительное удлинение 7" , электропровод- ность 76% от злектропооводности медиГ 1 р и м е о 3, В качестве исходных компоненточ взяты пороцки мери ПМС 1, алюминия ПА 4, эзотнокислгро аммония (1 х 1 Н 4 МОз), Содержание алюминия в исходной смеси составляло 0,5 мас.%, Исходя иэ условия стехиометрии, расчетное количество азотнокислого аммония (1 х 1 Н 41 Х 10 з), необходимое для связывания алюминия в упроняющие фазы составляет 0,35 мас. (з, Содегжэние азот нокислого аммония в данном прилаере. в 2,5 раза превышало его количссел необходимое для связывания злолль .л упрочняющие фазы, которыми являлись оксид элюл инин (А 1 рОз) и нитрид эломи.".,АЫ) и составляло 0,875 мэс,;6, При полном связывании алюминия в упрочн;гощие Фазы общий обьем их составил примерно 2,15%, Исходная смесь подвергалэсь механическому легхрованию в оибромельнице при частоте колебаний ос мольной камерь ЗО с , амплитуде колебаний 6 мм, СТЕПЕНИ ЗЭ 1 ОЛНЕлИЯ ПОМОЛЬНОЙ КаМЕРЫ шарами 75 отноценин обьемэ варов к объему смеси 8, ПГсц;олж тельность мех;- и;1,.,в.о легировд.я ггостээлялэ 5 ч. Из гр;лирво" ой д сг ерсно- ппочнезнчой КОЛо. Зг . с,4, 4 ЗГ.ПОВЕННО 4 МЕХЭНИЧЕСКИМ легрезанием методом холодного прессования получали заготовки глотно".т ю ЬО(, Заготовки подвергали экструзии при 800 С СО СтЕОЕН Ю Обжа 1 И90%. ПОЛУ зНЫй Материал имеет следу Мцие свойства: твердое,ь НВ 185, п 1 едел прочности при растяжении 830 югПа, относительное удлинение 19%, злектропр.еодность составляет 89% т злектропроводности л 1 еди,В таблице данные Физико-механических саой:тв материалов, полученных по предлагаемому способу и прототипу. Как следует из сравнения данл ых, паввведенных в таблице, несмотря нэ исключение из технсло ического процесса второй стадии механического легирования материалы, полученные по предлагаемому способу, по своим флзико-механическим свойствам несколько превосходят материалы, изготовленные по прототипу. Таким образом, в данном способе догтигэется цельупростить технологический процесс получения дисперсно-упрочненной меди при сохранении высокого комплекса Физико-лг" а ических свойств.Свойства гплавов лдгдемый Отн Твердость НВ Элект- ропро- водтел удлиненост 94 89 93 87 830 116 0 щийся те пользую перекись кислый э раза пре обходим рочняющ ретения С НО-УРРОЧ Н Е Н НОЙ ивание порошков частности алюмиическое легироваю более 4 ч, трузию, отличаюла изоб ЕНИЯ ДИСПЕ ющий смеш овителя, в теля, механ жительност ние и экс ставитель ф. Ловвенкохред М,Моргентал Корректор С. Шекмдр эктор Н, Сильнягина з 310 Подписноеентаая ндб 4/5 ТиражНПО "Поиск" Росп 13035, Могква, Ж, Раув дддтельгкий комбинат "Пд нт" г Ужгород ул 1 ддринд 101 Прои стве спосоь получ Меди, включа МЕДИ, ВОССТдН ния и ОкиСли ние продол компактирова опроводсть, фэлекОРРОВОДОСТИмеди Предел прочности при растяжении,МПа м, что в качестве вещество, выбра водорода. мочевммоний, взятое в к вышающем стехиоое для связыванияую фазу. окислителя исное из группы: на или азотнооличестве, в 2,5 метрически не- алюминия в уп