Патент на изобретение №2234395

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения горячедеформированных порошковых материалов на основе стружковых отходов алюминиевых сплавов. Предложен 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 М_гр=1,1…2,8 мас.%, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением. В качестве исходного материала используют “стружковый” алюминиевый порошок. Техническим результатом является достижение уровня механических свойств, достаточного для использования получаемых материалов в качестве конструкционных.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при получении горячедеформированных порошковых материалов на основе стружковых отходов алюминиевых сплавов.

С; перемешивание полученной шихты для равномерного распределения всех компонентов в вибрационной мельнице в течение =2 ч; обжиг при 300С; горячее прессованием в две стадии с медленным нагружением при 436С (1 стадия) и 473С (2 стадия); обжиг брикета при температуре 520С; прокатку брикета на шины.

Данный способ характеризуется высокой стоимостью исходных материалов, связанной с использованием порошка алюминия и сложностью процесса и из-за отсутствия предварительного формования заготовки, а также характеризуется низкой производительностью процесса, связанной с двухстадийным горячим прессованием.

Наиболее близким техническим решением (Einflub der Herstellungsbedingungen auf die Eigenschaften von dispersionsverfestigten Al-Аl₄С_3cp=35 мкм с добавкой углерода М=4 мас.% в виде сажи в высокоэнергетической мельнице в течение 40 мин; горячую обработку механически легированной шихты в течение 1 ч, при t=590С в воздушной атмосфере; формование заготовки, давлением p_xn=680 МПа; ее выдавливание при температурах нагрева матрицы 400С и заготовки 590С.

Данный способ характеризуется высокой стоимостью исходных материалов, связанной с использованием порошка алюминия.

Решаемая задача – достижение уровня механических свойств, достаточного для использования получаемых материалов в качестве конструкционных при снижении затрат на исходные материалы.

Задача решается тем, что в известном способе, включающем механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением, причем механическое легирование углеродом проводят в течение 0,3…1,8 ч при его содержании в шихте М_гр=1,1…2,8 мас.%, а в качестве исходного материала используют “стружковый” порошок.

Пример 1. Технология изготовления горячедеформированного материала включает механохимическую активацию стружки алюминиевого сплава Д-16 в течение _МХА=3 ч, при содержании насыщенного водного раствора ортоборной кислоты в шихте С_нр=20 мас.% для приготовления “стружкового” порошка, обработку “стружкового” порошка с добавкой углерода М_гр=1,1 мас.% в шаровой планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d_ш=10 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения V_вр=290 мин^-1 в течение =0,3 ч, последующее формование заготовки (d=12,7 мм), давлением р_хп=120 МПа, нагрев в воздушной атмосфере при t_н=700С и _н=2 мин, горячую обработку давлением с приведенной работой уплотнения w=65 МДж/м³. Полученный горячедеформированный материал имел плотность _гш=2,84 г /см³, предел прочности на срез _ср=210 МПа и твердость HRB 60.

Пример 2. Изготовление горячедеформированного материала проводят по следующей технологии: приготовление “стружкового” порошка, обработка “стружкового” порошка с добавкой углерода М_гр=2 мас.% в шаровой планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d_ш=10 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения V_вр=290 мин^-1 в течение =1,4 ч, последующее формование заготовки (d=12,7 мм), давлением р_хп=120 МПа, нагрев в воздушной атмосфере при t_н=700С и _н=2 мин, горячая обработка давлением с приведенной работой уплотнения w=55 МДж/м³. Горячедеформированный материал имел плотность _гш,=2,84 г/см³, предел прочности на срез _ср=250 МПа и твердость HRB 65.

Пример 3. Технология изготовления горячедеформированного порошкового материала: приготовление “стружкового” порошка, обработка “стружкового” порошка с добавкой углерода М_гр=2,8 мас.% в шаровой планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d_ш=10 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения V_вр=290 мин^-1 в течение =1,8 ч, последующее формование заготовки (d=12,7 мм), давлением р_хп=120 МПа, нагрев в воздушной атмосфере при t_н=700С и _н=2 мин, горячая обработка давлением с приведенной работой уплотнения w=55 МДж/м³, обеспечивая получение горячедеформированного материала с плотностью _гш=2,88 г /см³, пределом прочности на срез _ср=333 МПа, сжатие _сж=540 МПа и твердостью HRB 72.

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

Формула изобретения

Способ изготовления горячедеформированных порошковых материалов, включающий механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением, отличающийся тем, что механическое легирование углеродом проводят в течение 0,3-1,8 ч, при его содержании в шихте М_гр=1,1-2,8 маc.%, а в качестве исходного материала шихты на основе алюминия используют стружковый порошок.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.12.2004

Извещение опубликовано: 10.12.2006 БИ: 34/2006