Способ получения дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов

(1 з) А 1 Б 1 БЮН 6 12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ еталлургия и напыленред. Б.С.Митина. М,: с. 398-400. Авторское Х 1506745, кл. В 22 Р Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам к авторскому свидетельству(71) Могилевский машиностроительный институт(57) Порошки алюминия, одного из карбидов и магния, взятого в количестве 4,5 мас.% в присутствии поверхностно-активного вещества в количестве 1 мас,% подвергают обработке в течение 6 ч в водоохлаждаемой помольной камере вибромельницы при амп(19) ЯЗ (11) 1797218 б В 22 Р 9/04 С 22 С 1 литуде колебаний 5 мм, частоте колебаний 25 с, степени заполнения помольной камеры шарами 80%, отношении объема шаров к объему смеси 6. Содержание легирующей добавки - карбоната - обеспечивает образование 7,5% оксида магния. Полученную после механического легирования гранулированную композицию подвергают термической обработке при 550 С в течение 1 ч. Полуфабрикаты в виде прутков 12 мм получают экструзией гранулированных композиций при 450 С со степенью обжатия 90%. Скорость истечения материала составляет 0,12 м/с. Способ обеспечивает повышение прочности дисперсноупрочненных алюминиевых порошковых сплавов, 4 табл.3 17972Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности к производствудисперсноупрочненных алюминиевых сплавов,Целью изобретения является повышениепрочности дисперсноупрочненных алюминиевых сплавов.Составы смеси и составы дисперсноупрочненных материалов для случая введения висходную смесь 4,500 магния (как и впрототипе) и карбоната в количестве,обеспечивающим связывание магния кислородом карбоната в оксид, исходя из условийстехиометрии, приведено в таблице 1.При обработке в энергонапряженноймельнице, между исходными компонентамисмеси протекают трибохимические реакции,которые на первой стадии приводят кполному или частичному распаду карбонатов, а на второй стадии происходитобразование упрочняющих фаз. В результатевзаимодействия магния с кислородом образуется оксид магния (МдО), алюминия суглеродом - карбид алюминия (А 1 С ),алюминия с элементом, образовавшимсякарбонат - алюминия или твердый растворэтого элемента в алюминии.После механического легирования композиция имеет форму гранул с размером0,2-0,5 мм и является диперсноупрочненнойс микротвердостью 1500-1700 МПа, Окончательное формирование структуры и свойствматериалов происходит при термическойобработке, которая проводится при 500-600 Св течение более 0,5 ч и при полученииполуфабрикатов горячей экструзией.Материалы, получаемые по предлагаемому способу, характеризуются дисперсным иравномерным распределением упрочняющихфаз - оксида магния, карбида алюминия иалюминидов, Толщина частиц оксидов икарбидов не превышает 15 нм, алюминидов- 40 нм. Общее количество алюминидов посравнению с прототипом уменьшается примерно в два раза.Достигнутый положительный эффект подтверждается следующими примерами,П р и м е р 1, Порошки алюминия иодного из карбидов и магния, взятого вколичестве 4,500 по массе, в присутствииповерхностно-активного вещества в количестве 10 от общей массы обрабатываемойсмеси подвергали обработке в течение б ч визолированной водоохлаждаемой помольнойкамере вибромельницы при амплитуде колебаний 5 мм, частоте колебаний 25 с,18степени заполнения помольной камеры шарами 80 отношении объема шаров к объему смеси б. Содержание легирующей добавки - карбоната во всех взято стехиометрично количеству магния и обеспечивало образование 7,570 оксида магния, Полученную после механического легирования гранулированную композицию подвергали термической обработке при 550 С в течение 1 ч. Полуфабрикаты в виде прутков 12 мм получали экструзией гранулированных композиций при 450 С со степенью обжатия 9000, Скорость истечения материалов составляла 0,12 м/с, Предел прочности при растяжении материалов, полученных по заявляемому способу и прототипу приведен в таблице 2,Исходный состав и состав дисперсноупрочненных композиционных материалов, получаемых по предлагаемому способу, соответствуют составам, приведенным в табл.2,Относительное удлинение материалов составляло 2-3 Я,.П р и м е р 2. В табл,3 приведены свойства композиционных материалов, легированных карбонатом марганца (МпСО,), в зависимости от содержания магния и карбоната марганца в исходной смеси, Гранулированные композиции получены механическим легированием в течение 5 ч в исходной смеси. Гранулированные композиции получены механическим легированием в течение 5 ч в аттриторе при частоте вращения вала с импеллерами 20 с, в-1 степени заполнения помольной камеры шарами б 5 00, отношении объема шаров к объему смеси 10, Перед горячей экструзией при 450 С со степенью обжатия 90 70 гранулированные композиции подвергали термической обработке при 550 С в течение 1 ч,П р и м е р 3. В табл,4 приведены свойства композиционного материала в зависимости от технологических параметров обработки порошковой смеси состава 38,37, А 1 + 7,2 МпСО, + 4,500 Мя, В смесь дополнительно введено 1,070 стеариновой кислоты.Как следует из данных, приведенных в примерах 1, 2, 3 (табл,2, 3, 4), данное изобретение по сравнению с известными способами обеспечивает увеличение предела прочности при 20 С на 50-180 МПа, а при 400 С на 20-40 МПа.1. Способ получения дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов, включающий размол порошков алюминия, легирующей добавки и не более 4,5 мас.о магния в присутствии поверхностно-активного вещества не более 1 мас.о в вибромельнице или аттриторе, термическую обработку при температуре не менее 500 С и горячую экструзию гранулированной дисперсноупрочненной композиции, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности дисперсноупрочненных сплавов, в качестве легирующей добавки используют карбонаты в количестве не более 200 от количества карбоната металла, необходимого для связывания 4,50 магния в оксид кислородом карбоната по условию стехиометрии. 2, Способ по п, 1, отличающийся тем, что размол в вибромельнице проводят в течение не менее 3 ч при амплитуде колебаний помольной камеры 4 - 6 мм, частоте колебаний 20 - 30 с , степени заполнения помольной камеры шарами 60- 900 и отношении объема шаров к объему смеси не менее 4.3, Способ по п, 1, отличающийся тем, что размол в аттриторе проводят при частоте-1 вращения вала с импеллерами 15 - 25 с, степени заполнения помольной камеры шарами 55 - 75 и отношении объема шаров к объему смеси не менее 7.4. Способ по п, 1, отличающийся тем, что термическую обработку проводят при 500 - 600 С в течение не менее 0,5 ч,1797218 таблица 4 Условия термической обработки грэнулированной композиции Предел прочности при растяжении,МПа Условия механического легирования отношение обье родолжи- ельность тепень заполнения импер ра о до сто льность коле ний,колебаний. с а шаров размолаобъемусмеси помо нои камеры шарами ф 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550 80 80 80 80 80,0 ,0 ,0 0 1,0 1,0 1,0 1,0 80 80 55 60 90 95 25 25 25 25 25 11 12 1,0 1,0 1,0 8 20 550 550 550 550 550 450 500 600 630 550 550 550 16 17 18 19 20 21 22 80 80 80 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,5 2,0 10,0 25 25 25 25 25 25 Заказ 21 ПИ е ВНИИПИ, Рег. ЛР й 9 040734, ГСП, Москва, Раушская 4 а 121873, Москв Производст 2 Бережковская наб., 24ное предприятие Па стр ент Влияние технологических параметров получения на предел прочности полуфабрикатов