NL9201606A - Method for manufacturing aluminum-containing objects. - Google Patents

Method for manufacturing aluminum-containing objects. Download PDF

Info

Publication number
NL9201606A
NL9201606A NL9201606A NL9201606A NL9201606A NL 9201606 A NL9201606 A NL 9201606A NL 9201606 A NL9201606 A NL 9201606A NL 9201606 A NL9201606 A NL 9201606A NL 9201606 A NL9201606 A NL 9201606A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
powdered
sintering
process according
aluminum
weight
Prior art date
Application number
NL9201606A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Mifa Aluminium B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mifa Aluminium B V filed Critical Mifa Aluminium B V
Priority to NL9201606A priority Critical patent/NL9201606A/en
Priority to EP93202681A priority patent/EP0588439A1/en
Publication of NL9201606A publication Critical patent/NL9201606A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/09Mixtures of metallic powders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/12Metallic powder containing non-metallic particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
    • C22C32/0015Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
    • C22C32/0036Matrix based on Al, Mg, Be or alloys thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het vervaardigen van aluminium bevattende voorwerpen.Short designation: Method for manufacturing aluminum-containing objects.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van aluminium bevattende voorwerpen door uit te gaan van aluminium en andere metalen in poedervorm, de uitgangsstoffen te. mengen, te verdichten, de deeltjes met elkaar te verbinden en te onderwerpen aan vormgeving.The invention relates to a method for manufacturing aluminum-containing objects by starting from aluminum and other powdered metals, the starting materials. mixing, compacting, joining the particles together and subjecting them to design.

Uit de Europese octrooiaanvrage 0 240 251 is een werkwijze bekend voor het bereiden van een samengestelde metalen matrix die aluminium, magnesium of legeringen hiervan bevat en een versterkend middel, waarbij het heet isostatisch samenpersen wordt uitgevoerd door het materiaal aan te brengen in een houder van zuiver aluminium, welke houder onder verlaagde druk wordt gebracht voor het ontgassen en de inhoud van de hou-European patent application 0 240 251 discloses a method for preparing a composite metal matrix containing aluminum, magnesium or alloys thereof and a reinforcing agent, wherein the hot isostatic compression is carried out by placing the material in a container of pure aluminum, which container is brought under reduced pressure for degassing and the contents of the container

OO

der wordt verwarmd bij 550 °C bij een druk van 10 torr gedurende 2 uren. (Zie het voorbeeld behorende bij genoemde Europese octrooiaanvrage.)The mixture is heated at 550 ° C at a pressure of 10 torr for 2 hours. (See the example associated with said European patent application.)

De doelstelling van de onderhavige uitvinding is een meer efficiënte werkwijze te verkrijgen voor het vervaardigen van aluminium bevattende voorwerpen, welke werkwijze eenvoudiger en goedkoper kan worden uitgevoerd onder handhaving van of verbetering van de mechanische eigenschappen van de verkregen voorwerpen.The object of the present invention is to obtain a more efficient method for manufacturing aluminum-containing objects, which method can be carried out more simply and inexpensively while maintaining or improving the mechanical properties of the objects obtained.

Het ontgassen en samenpersen in een houder van aluminium is een op zich bekende veel toegepaste werkwijze die onder andere ook bekend is uit de Amerikaanse octrooi schriften 4.946.500 en 4.933.007. De daarbij toegepaste houder is van zacht aluminium of een legering hiervan (canning materiaal) dat na de bewerking wordt verwijderd van het gevormde halfprQdukt (staafje of billet). De werkwijze volgens de uitvinding maakt geen gebruik van een dergelijke "canning-bewerking".Degassing and compression in an aluminum container is a known and widely used method which is also known, inter alia, from United States patents 4,946,500 and 4,933,007. The container used therein is made of soft aluminum or an alloy thereof (canning material) which is removed from the formed semi-finished product (rod or billet) after processing. The method of the invention does not use such a "canning operation".

De werkwijze volgens de uitvinding wordt hierdoor gekenmerkt dat men.uitgaat van metalen in de elementaire toestand en van deeltjes-vormig keramisch versterkend middel, waarna het mengsel koud isostatisch wordt samengeperst tot billets, die vervolgens worden gesinterd en ont-gast, waarbij het ontgassen en sinteren in één warmtebehandeling plaatsheeft en ten slotte wordt het gesinterde produkt heet bewerkt en afgekoeld.The process according to the invention is characterized in that it is started from metals in the elemental state and from particulate ceramic reinforcing agent, after which the mixture is cold-isostatically compressed into billets, which are subsequently sintered and degassed, degassing and sintering takes place in one heat treatment and finally the sintered product is hot worked and cooled.

Bij voorkeur gaat men uit van poedervormig elementair alumi- nium en verder de volgende elementen in poedervorm: tot 6,0 gew.% koper, bij voorkeur 0,1 tot 6,0 gew.% koper, tot 3,5 gew.% magnesium, bij voorkeur 0,5 tot 3,5 gew.% magnesium, tot 1,0 gew.% silicium, bij voorkeur 0,2 tot 1,0 gew.% silicium, tot 5,5, gew.% zink, bij voorkeur 3,0 tot 5,5 gew.% zink, tot 10 gew.% tin, bij voorkeur 5,0 tot 10 gew.% tin en/of tot 6,0 gew.% nikkel, bij voorkeur 0,1 tot 6,0 gew.% nikkel.Preferably, the starting material is powdered elemental aluminum and further the following powdered elements: up to 6.0 wt.% Copper, preferably 0.1 to 6.0 wt.% Copper, up to 3.5 wt.% Magnesium , preferably 0.5 to 3.5 wt% magnesium, up to 1.0 wt% silicon, preferably 0.2 to 1.0 wt% silicon, up to 5.5 wt% zinc, preferably 3.0 to 5.5 wt% zinc, up to 10 wt% tin, preferably 5.0 to 10 wt% tin and / or up to 6.0 wt% nickel, preferably 0.1 to 6, 0 wt% nickel.

Als versterkend middel wordt bij voorkeur poedervormig SiC of poedervormig AlgOg of vezelvormig Al^0^ toegepast. Verder verdient het de voorkeur dat het keramisch versterkend middel wordt voorbehandeld door gloeien-drogen bij 550-650 °C gedurende 1-4 uren in een inerte atmosfeer.The reinforcing agent used is preferably powdered SiC or powdered AlgOg or fibrous Al ^ 0 ^. Furthermore, it is preferred that the ceramic reinforcing agent is pretreated by annealing-drying at 550-650 ° C for 1-4 hours in an inert atmosphere.

Volgens de uitvinding wordt het ontgassen-sinteren in één enkele stap uitgevoerd in een atmosfeer die bij voorkeur bestaat uit argon en/of stikstof door te verwarmen met een snelheid van 2-6 °C/min en sinteren bij 580-640 °C gedurende 30-90 minuten.According to the invention, the single-step degassing sintering is carried out in an atmosphere preferably consisting of argon and / or nitrogen by heating at a rate of 2-6 ° C / min and sintering at 580-640 ° C for 30 -90 minutes.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving, waarbij is verwezen naar de bijgevoegde tekeningen waarin: fig. 1 de ontwikkeling van waterstof en vocht weergeeft tijdens het vooraf verwarmen van Al^Og-vezels van kamertemperatuur tot 600 °C, fig. 2 de cyclus van ontgassen-sinteren weergeeft volgens de onderhavige uitvinding en fig. 3 de ontwikkeling van waterstof en vocht weergeeft tijdens de cyclus van ontgassen-sinteren van billets bestaande uit Al-4,5 Cu, 0,7 Si, 0,5 Mg-10 (vol.%) SiC (poeder).The invention will be further elucidated with reference to the following description, reference being made to the annexed drawings, in which: Fig. 1 shows the development of hydrogen and moisture during preheating of Al 2 Og fibers from room temperature to 600 ° C, fig. 2 shows the cycle of degassing sintering according to the present invention and FIG. 3 shows the development of hydrogen and moisture during the cycle of degassing sintering of billets consisting of Al-4.5 Cu, 0.7 Si, 0.5 Mg-10 (vol.%) SiC (powder).

Het deeltjesvormige versterkende middel zoals SiC, poedervormig.of vezel vormig A^Og of SigN^ wordt onderworpen aan gloeien-drogen voordat het versterkende middel wordt gemengd met het poedervormige elementaire metaal. Dit gloeien-drogen wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 550-650 °C in een atmosfeer die argon en/of stikstof bevat gedurende 1-4 uren, gevolgd door snel afkoelen in lucht onder spoelen met stikstof. Het gloeien-drogen wordt uitgevoerd om vocht en waterstof ingevangen bij het oppervlak van het keramische versterkende middel te verwijderen. De bovengrens van 650 °C is gekozen omdat het hierna volgende sinteren gebeurt bij een temperatuur tot maximaal ongeveer 650 °C. Indien waterstof niet wordt verwijderd, veroorzaakt dit problemen tijdens de daaropvolgende sinterbewerking waardoor een verzwakking optreedt van het tussenvlak tussen de metalen matrix en het keramisch versterkende middel, blaarvorming op het oppervlak en inwendige porositeit van het geëxtrudeerde produkt. De inerte atmosfeer van stikstof en/of argon wordt gebruikt om het opnieuw adsorberen van vocht tijdens het afkoel en aan de lucht en de daaropvolgende menging te voorkomen.The particulate reinforcing agent such as SiC, powdered or fibrous AlOg or SigNO is subjected to annealing-drying before the reinforcing agent is mixed with the powdered elemental metal. This annealing-drying is carried out at a temperature of 550-650 ° C in an atmosphere containing argon and / or nitrogen for 1-4 hours, followed by rapid cooling in air with nitrogen purge. Annealing is performed to remove moisture and hydrogen trapped at the surface of the ceramic builder. The upper limit of 650 ° C was chosen because the subsequent sintering takes place at a temperature of up to approximately 650 ° C. Failure to remove hydrogen will cause problems during the subsequent sintering operation causing weakening of the interface between the metal matrix and the ceramic reinforcing agent, surface blistering and internal porosity of the extruded product. The inert atmosphere of nitrogen and / or argon is used to prevent the re-adsorption of moisture during cooling and air and subsequent mixing.

Met name te noemen voorbeelden van de matrixsamenstellingen zijn:Particular examples of the matrix compositions are:

Al - (4,0 - 6,0) Cu - (0,5 - 1,0) Mg - (0,5 - 1,0 )SiAl - (4.0 - 6.0) Cu - (0.5 - 1.0) Mg - (0.5 - 1.0) Si

Al - (0,1 - 0,5) Cu - (1,0 - 1,5) Mg - (0,2 - 0,5 )SiAl - (0.1 - 0.5) Cu - (1.0 - 1.5) Mg - (0.2 - 0.5) Si

Al - (0,5 - 1,5) Cu - (1,0 - 3,5) Mg - (4,0 - 5,5 )ZnAl - (0.5 - 1.5) Cu - (1.0 - 3.5) Mg - (4.0 - 5.5) Zn

Al - (1,0 - 2,0) Cu - (7,0 -10 ) Sn - (0,5 - 1,0 )NiAl - (1.0 - 2.0) Cu - (7.0 - 10) Sn - (0.5 - 1.0) Ni

Volgens de uitvinding worden de metalen gebruikt als poedervormige metalen in elementaire toestand omdat deze 5-15 keer goedkoper zijn dan de legeringen van de gewenste metaal samenstellingen, verkregen door verstuiven of door maaltechnieken onder toevoer van veel energie. Bovendien is het samenpersen en sinteren van deze poedervormige elementaire metalen beter uit te voeren dan van de poedervormige legeringen. Bij voorkeur is de deeltjesgrootte van de elementaire poeders minder dan 200 pm met een gemiddelde deeltjesgrootte, dicht gelegen bij die van keramische deeltjes te weten 25 pm. De elementaire poeders en de poedervormige versterkende middelen worden gemengd in een menger van het "turbula"-type. De samenstelling met een versterkend middel in de vorm van korte vezels wordt droog gemengd in een kogelmolen. De hoeveelheid deeltjesvormig versterkend middel varieert van 5 tot 20¾ terwijl bij voorkeur voor samenstellingen met een bestandheid tegen afslijten 10 vol.% de voorkeur verdient.According to the invention, the metals are used as powdered metals in the elemental state because they are 5-15 times cheaper than the alloys of the desired metal compositions obtained by sputtering or by grinding techniques with a lot of energy. Moreover, the compression and sintering of these powdered elemental metals can be carried out better than of the powdered alloys. Preferably, the particle size of the elemental powders is less than 200 µm with an average particle size close to that of ceramic particles, namely 25 µm. The elemental powders and the powdered reinforcing agents are mixed in a "turbula" type mixer. The composition with short fiber reinforcing agent is dry blended in a ball mill. The amount of particulate reinforcing agent ranges from 5 to 20¾, with 10% by volume preferred for compositions with abrasion resistance.

Na het mengen wordt het samengestelde mengsel onderworpen aan koud isostatisch samenpersen ter verkrijging van billets met een dichtheid van 75-85% van de theoretische dichtheid. Een dergelijke dichtheid vergemakkelijkt een optimale afstemming tussen de "groene" sterkte noodzakelijk voor het verwerken van de billets en de daaropvolgende ont-gassing.After mixing, the composite mixture is subjected to cold isostatic compression to obtain billets with a density of 75-85% of the theoretical density. Such a density facilitates optimal matching between the "green" strength necessary for the processing of the billets and the subsequent degassing.

Na het koud isostatisch samenpersen, hetgeen bij voorkeur wordt uitgevoerd bij kamertemperatuur en een druk van 80-250 MPa worden de billets ontgast en gesinterd in een gecombineerde cyclus in een beschermende atmosfeer van argon en/of stikstof. Daarbij behoeft geen vacuum en geen "canning" te worden toegepast. Het ontgassen wordt volgens de uitvinding opgenomen in de cyclus voor het sinteren omdat het volgens de uitvinding noodzakelijk is om de aanwezigheid van gassen, in het bijzonder waterstof, in het billet te beperken. Indien de gassen niet worden verwijderd, kunnen de eigenschappen van de samenstelling nadelig worden beïnvloed waardoor bijvoorbeeld blaarvorming kan optreden bij de samenstelling na blootstelling aan de daaropvolgende warmtebehandeling of het bij verhoogde temperatuur bewerken van de billets.After cold isostatic compression, which is preferably performed at room temperature and a pressure of 80-250 MPa, the billets are degassed and sintered in a combined cycle in a protective atmosphere of argon and / or nitrogen. Thereby no vacuum and no "canning" need to be applied. According to the invention, degassing is included in the sintering cycle because, according to the invention, it is necessary to limit the presence of gases, in particular hydrogen, in the billet. If the gases are not removed, the properties of the composition can be adversely affected, for example, blistering of the composition after exposure to the subsequent heat treatment or elevated processing of the billets may occur.

Het sinteren van de poedervormige elementen, waarbij een vloeibare fase ontstaat, wordt uitgevoerd om de vorming van een matrix van een legering binnen een korte tijdsduur te verkrijgen door het snelle transport van de atomen door de vloeistoffase. Tijdens de vorming van de vloeibare fase wordt de dunne maar zeer stabiele oxidefilm die altijd aanwezig is op het oppervlak van aluminiumdeeltjes verstoord en wordt een goede binding van de deeltjes verkregen door de daaropvolgende nekvorming waarbij de vloeibare fase het materiaaltransport vergemakkelijkt. Deze vloeibare fase vergemakkelijkt ook een voortreffelijke kwaliteit van het tussenvlak tussen de metaalmatrix en het keramische versterkende middel. Er wordt een eutectische vloeibare fase gevormd door de reactie van aluminium met poedervormige elementen zoals Cu, Mg, Si, Zn en Sn. De ontwikkeling van waterstof heeft plaats tijdens het verhitten van de billet van kamertemperatuur tot de sintertemperatuur, hetgeen varieert tussen 580 °C en 640 °C, afhankelijk van de samenstelling van de legering. De snelheid van opwarmen varieert van 2-6 °C/min en het sinteren wordt uitgevoerd gedurende een periode van 30-90 minuten, afhankelijk van de mate van homogeniseren, de vorming van de matrixlegering en afhankelijk van de afmetingen van de billets. De werkwijze wordt uitgevoerd in normaal toegepaste ovens voor het homogeniseren van billets voordat de extrusie plaatsheeft. Na het sinteren wordt de billet afgekoeld tot een temperatuur van 20-30 °C eventueel buiten de oven aan de lucht, of tot extrusietempera-tuur, als na het sinteren de extrusie aansluitend wordt uitgevoerd. Tijdens het afkoel en worden de billets gespoeld met stikstof om het opnemen van waterdamp te voorkomen. Als resultaat van de gecombineerde cyclus van ontgassen-sinteren in een beschermende atmosfeer worden billets vervaar- digd met een homogene matrixlegering met een goed gedefinieerd tussenvlak tussen matrix en het versterkende middel en met een zeer laag gehalte aan waterstof, zodat de eventuele hoeveelheid waterstof geen nadelen geeft bij de eindprodukten. De aldus verkregen billets kunnen vervolgens verder worden verwerkt tot strukturele voorwerpen door extrusie, smeden, walsen, trekken en andere bewerkingen die normaal bij metalen worden uitgevoerd. Door het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding worden dergelijke produkten goedkoper en efficiënter verkregen.Sintering the powdered elements to form a liquid phase is performed to obtain an alloy matrix within a short period of time due to the rapid transport of the atoms through the liquid phase. During the formation of the liquid phase, the thin but very stable oxide film that is always present on the surface of aluminum particles is disturbed and a good bonding of the particles is obtained by the subsequent neck formation whereby the liquid phase facilitates material transport. This liquid phase also facilitates excellent quality of the interface between the metal matrix and the ceramic reinforcing agent. An eutectic liquid phase is formed by the reaction of aluminum with powdered elements such as Cu, Mg, Si, Zn and Sn. Hydrogen is evolved during heating of the billet from room temperature to the sintering temperature, which varies between 580 ° C and 640 ° C depending on the alloy composition. The heating rate ranges from 2-6 ° C / min and the sintering is carried out over a period of 30-90 minutes depending on the degree of homogenization, the formation of the matrix alloy and the dimensions of the billets. The process is carried out in normally used ovens for homogenizing billets before extrusion takes place. After sintering, the billet is cooled to a temperature of 20-30 ° C, optionally outside the oven in air, or to extrusion temperature, if extrusion is subsequently carried out after sintering. During the cooling and the billets are purged with nitrogen to prevent the absorption of water vapor. As a result of the combined cycle of degassing-sintering in a protective atmosphere, billets are manufactured with a homogeneous matrix alloy with a well-defined interface between matrix and the reinforcing agent and with a very low hydrogen content, so that any amount of hydrogen is not disadvantageous. gives with the finished products. The billets thus obtained can then be further processed into structural articles by extrusion, forging, rolling, drawing and other operations normally performed on metals. By applying the method according to the invention, such products are obtained cheaper and more efficiently.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, die niet als een beperking moeten worden opgevat.The invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as a limitation.

Voorbeelden I - IIIExamples I-III

Als versterkend middel werd in de drie voorbeelden 1) poedervormig SiC, 2) poedervormig A^Og en 3) vezelvormig Al^Og gebruikt. Deze versterkende middelen werden eerst onder gloeien gedroogd bij 600 °C gedurende 3,5 uren om de ingevangen waterstof te doen ontwijken. In tabel A is het waterstofgehalte aangegeven van het versterkende middel voor en na gloeien.In the three examples, 1) powdered SiC, 2) powdered A 2 Og and 3) fibrous Al 2 Og were used as reinforcing agent. These reinforcers were first dried under ignition at 600 ° C for 3.5 hours to elude the trapped hydrogen. Table A shows the hydrogen content of the builder before and after annealing.

TABEL ATABLE A

waterstofgehalte van het versterkend middel voor en na het gloeien (dpm)hydrogen content of the reinforcing agent before and after annealing (ppm)

Figure NL9201606AD00061

Dit versterkende middel werd na gloeien in een hoeveelheid van 10 vol.% gemengd met poedervormige elementen zoals aluminium, 4,5 gew.% Cu, 0,5 gew.% Mg en 0,7 gew.% Si.This reinforcing agent was mixed with powdered elements such as aluminum, 4.5 wt.% Cu, 0.5 wt.% Mg and 0.7 wt.% Si after annealing in an amount of 10% by volume.

Het mengsel werd koud, isostatisch samengeperst bij omgevingstemperatuur waarbij "groene" billets werden verkregen met 80% theore- tische dichtheid. Deze billets werden ontgast-gesinterd in een stikstof-atmosfeer, waarbij een verloop van tijd en temperatuur werd aangehouden zoals weergegeven in fig. 2. Het ontgassen/sinteren werd uitgevoerd in een atmosfeer van stikstof. Het verwarmen tijdens het ontgassen werd uitgevoerd bij een temperatuursverhoging van 6 °C/min. Het sinteren had plaats bij een temperatuur van 590 °C en gedurende een periode van 60 minuten. Na het sinteren werden de billets snel afgekoeld met een daling van de temperatuur van ongeveer 25 °C/min waarbij de billets werden gespoeld met stikstof. Het waterstofgehalte van de gesinterde billets is zeer laag, zoals weergegeven in tabel B, hetgeen wijst op een zeer effectieve cyclus voor het ontgassen-sinteren. In fig. 3 is grafisch de afhankelijkheid weergegeven van de ontwikkelde waterstof/waterdamp van de temperatuur die wordt toegepast bij het ontgassen-sinteren. In tabel B is het waterstofgehalte weergegeven van de drie verschillende billets voor en na ontgassen-sinteren, waarbij de billets 10 vol.% versterkend middel bevatten van achtereenvolgens poedervormig SiC, poedervormig AlgOg of vezel vormig A^Og met een samenstelling van de elementaire metalen te weten Al-4,5 gew.% Cu, 0,5 gew.% Mg, 0,7 gew.% Si. Het waterstofgehalte is uitgedrukt in dpm.The mixture was cold, isostatically compressed at ambient temperature to obtain "green" billets of 80% theoretical density. These billets were degassed-sintered in a nitrogen atmosphere, with time and temperature maintained as shown in Fig. 2. Degassing / sintering was performed in a nitrogen atmosphere. Heating during degassing was performed at a temperature increase of 6 ° C / min. Sintering took place at a temperature of 590 ° C and for a period of 60 minutes. After sintering, the billets were rapidly cooled with a drop in temperature of about 25 ° C / min with the billets purged with nitrogen. The hydrogen content of the sintered billets is very low, as shown in Table B, indicating a very effective degassing-sintering cycle. Figure 3 shows graphically the dependence of the hydrogen / water vapor generated on the temperature used in the degassing sintering. Table B shows the hydrogen content of the three different billets before and after degassing-sintering, the billets containing 10% by volume reinforcing agent of successively powdered SiC, powdered AlgOg or fiber AOg with a composition of the elemental metals. Al-4.5 wt% Cu, 0.5 wt% Mg, 0.7 wt% Si. The hydrogen content is expressed in ppm.

TABEL BTABLE B

waterstofgehalte (dpm)hydrogen content (ppm)

Figure NL9201606AD00071

De gesinterde billets vertonen een fijne hpmogene micro-struktuur voor de matrix en een homogene verdeling van het versterkende middel zoals is gebleken uit hiervan vervaardigde foto's met behulp van een lichtmicroscoop. Ter vergelijking werd een materiaal (20 gew.% Si, 3 gew.% Cu en 1 gew.% Mg) vervaardigd uit gelegeerd poedervormig aluminium en 10 vol.% poedervormig SiC zodat een tegen afslijten bestand zijnde samenstelling werd verkregen. Daarbij werden de volgende achtereenvolgende bewerkingsstappen uitgevoerd volgens de bekende stand van de techniek, te weten mengen, samenpersen, "canning", ontgassen onder verlaagde druk en extrusie. Van deze matrix, gevormd uit een vooraf gevormde legering met 10 vol.% poedervormig SiC als versterkend middel, is bekend dat dit materiaal zeer goede mechanische eigenschappen heeft zoals sterkte, rek en Youngs-modulus en uit de uitgevoerde metingen is gebleken dat het materiaal dat is verkregen volgens de uitvinding vergelijkbaar goede mechanische eigenschappen heeft, terwijl anderzijds de werkwijze volgens de uitvinding eenvoudiger, efficiënter en daarom goedkoper is uit te voeren.The sintered billets exhibit a fine hpmogeneous microstructure for the matrix and a homogeneous distribution of the reinforcing agent as shown by photos taken from a light microscope. For comparison, a material (20 wt.% Si, 3 wt.% Cu and 1 wt.% Mg) was made of alloyed powdered aluminum and 10 vol.% Of powdered SiC to provide an abrasion resistant composition. Thereby, the following successive processing steps were carried out according to the prior art, namely mixing, compression, canning, degassing under reduced pressure and extrusion. This matrix, formed from a preformed alloy with 10% by volume of powdered SiC as the reinforcing agent, is known to have very good mechanical properties such as strength, elongation and Young's modulus, and the measurements made have shown that the material obtained according to the invention has comparatively good mechanical properties, while on the other hand the method according to the invention is simpler, more efficient and therefore cheaper to carry out.

Claims (7)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van aluminium bevattende voorwerpen door uit te gaan van aluminium en andere metalen in poedervorm, de uitgangsstoffen te mengen, te verdichten, de deeltjes met elkaar te verbinden en te onderwerpen aan vormgeving, met het kenmerk, dat men uitgaat van metalen in elementaire toestand, en van deeltjesvormig keramisch versterkend middel, waarna het mengsel koud isostatisch wordt samengeperst tot billets, die vervolgens worden gesinterd en ontgast, waarbij het ontgassen en sinteren in één warmtebehandeling plaatsheeft en tenslotte wordt het gesinterde produkt heet bewerkt en afgekoeld.Method for manufacturing aluminum-containing articles by starting from aluminum and other powdered metals, mixing the starting materials, densifying them, joining the particles together and subjecting them to molding, characterized in that one starts from metals in elemental state, and of particulate ceramic reinforcing agent, after which the mixture is cold isostatically compressed into billets, which are then sintered and degassed, where degassing and sintering take place in one heat treatment and finally the sintered product is hot worked and cooled. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men uitgaat van poedervormig elementair aluminium en verder de volgende elementen in poedervorm tot 6,0 gew.% koper, tot 3,5 gew.% magnesium, tot 1,0 gew.% silicium, tot 5,5 gew.% zink, tot 10 gew.% tin en/of tot 6,0 gew.% nikkel.2. Process according to claim 1, characterized in that powdered elemental aluminum is started from and further powdered elements of up to 6.0% by weight of copper, up to 3.5% by weight of magnesium, up to 1.0% by weight silicon, up to 5.5 wt% zinc, up to 10 wt% tin and / or up to 6.0 wt% nickel. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men uitgaat van poedervormig elementair aluminium en verder de volgende elementen in poedervorm 0,1 tot 6,0 gew.% koper, 0,5 tot 3,5 gew.% magnesium, 0,2 tot 1,0 gew.% silicium, 3,0 tot 5,5 gew.% zink, 5,0 tot 10 gew.% tin en/of 0,1 tot 6,0 gew.% nikkel.Process according to claim 2, characterized in that powdered elemental aluminum is used and the following powdered elements are furthermore 0.1 to 6.0% by weight of copper, 0.5 to 3.5% by weight of magnesium, 0 2 to 1.0 wt% silicon, 3.0 to 5.5 wt% zinc, 5.0 to 10 wt% tin and / or 0.1 to 6.0 wt% nickel. 4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat als versterkend middel poedervormig SiC of AlgO^ of vezelvormig AlgOg wordt gebruikt.4. Process according to claims 1-3, characterized in that the reinforcing agent used is powdered SiC or AlgO2 or fibrous AlgOg. 5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het keramisch versterkend middel wordt voorbehandeld door gloeien-drogen bij 550-650 °C gedurende 1-4 uren in een inerte atmosfeer.Process according to claims 1-4, characterized in that the ceramic reinforcing agent is pretreated by annealing-drying at 550-650 ° C for 1-4 hours in an inert atmosphere. 6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de voorgecomprimeerde billets worden gesinterd en ontgast bij normale druk.A method according to claim 1, characterized in that the pre-compressed billets are sintered and degassed at normal pressure. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het ontgassen-sinteren wordt uitgevoerd in argon en/of stikstof door verwarmen met een snelheid van 2-6 °C/minuut, sinteren bij 580-640 °C gedurende 30-90 minuten.Process according to claim 6, characterized in that the degassing sintering is carried out in argon and / or nitrogen by heating at a rate of 2-6 ° C / minute, sintering at 580-640 ° C for 30-90 minutes .
NL9201606A 1992-09-17 1992-09-17 Method for manufacturing aluminum-containing objects. NL9201606A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9201606A NL9201606A (en) 1992-09-17 1992-09-17 Method for manufacturing aluminum-containing objects.
EP93202681A EP0588439A1 (en) 1992-09-17 1993-09-16 A method of manufacturing objects based on aluminium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9201606 1992-09-17
NL9201606A NL9201606A (en) 1992-09-17 1992-09-17 Method for manufacturing aluminum-containing objects.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9201606A true NL9201606A (en) 1994-04-18

Family

ID=19861270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9201606A NL9201606A (en) 1992-09-17 1992-09-17 Method for manufacturing aluminum-containing objects.

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0588439A1 (en)
NL (1) NL9201606A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPN273695A0 (en) * 1995-05-02 1995-05-25 University Of Queensland, The Aluminium alloy powder blends and sintered aluminium alloys
WO1997005296A1 (en) * 1995-08-01 1997-02-13 Feinguss Blank Gmbh Aluminium alloys for producing fibre composites
DE19950595C1 (en) 1999-10-21 2001-02-01 Dorn Gmbh C Production of sintered parts made of aluminum sintered mixture comprises mixing pure aluminum powder and aluminum alloy powder to form a sintered mixture, mixing with a pressing auxiliary agent, pressing, and sintering
JP2012505312A (en) 2008-10-10 2012-03-01 ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー Aluminum alloy powder metal mixture

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4569822A (en) * 1984-05-11 1986-02-11 Brown Sanford W Powder metal process for preparing computer disk substrates
DE3676131D1 (en) * 1985-07-25 1991-01-24 Miba Sintermetall Ag METHOD FOR PRODUCING SINTER MOLDED BODIES FROM AN ALUMINUM SINTER MIXTURE.
US4743299A (en) * 1986-03-12 1988-05-10 Olin Corporation Cermet substrate with spinel adhesion component
FR2607741B1 (en) * 1986-12-04 1990-01-05 Cegedur PROCESS FOR OBTAINING COMPOSITE MATERIALS, PARTICULARLY WITH AN ALUMINUM ALLOY MATRIX, BY POWDER METALLURGY
US5039476A (en) * 1989-07-28 1991-08-13 Ube Industries, Ltd. Method for production of powder metallurgy alloy
JP2921030B2 (en) * 1990-05-22 1999-07-19 スズキ株式会社 Vane pump vane material and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP0588439A1 (en) 1994-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5561829A (en) Method of producing structural metal matrix composite products from a blend of powders
EP0130034B1 (en) Process for producing composite material
US4435213A (en) Method for producing aluminum powder alloy products having improved strength properties
JP2651975B2 (en) Gamma titanium aluminide and its manufacturing method
US6599466B1 (en) Manufacture of lightweight metal matrix composites with controlled structure
JP5956419B2 (en) Method for producing molded product of aluminum alloy
US2809891A (en) Method of making articles from aluminous metal powder
CA2660484A1 (en) Metal injection moulding method
US3902862A (en) Nickel-base superalloy articles and method for producing the same
EP2325342B1 (en) Hot compaction and extrusion of L12 aluminum alloys
EP0375571A1 (en) Process for the preparation by spray deposits of aluminium alloys of the 7000 series, and discontinuously reinforced composite materials having these high strength, highly ductile alloys as a matrix
WO1992013978A1 (en) High strength, high stiffness magnesium base metal alloy composites
US5384087A (en) Aluminum-silicon carbide composite and process for making the same
JPS63169340A (en) Production of ceramic dispersion strengthened aluminum alloy
NL9201606A (en) Method for manufacturing aluminum-containing objects.
JPH02213431A (en) Sic whisker reinforced al alloy composite material
US3704508A (en) Process for compacting metallic powders
WO2013022531A1 (en) Manufacture of near-net shape titanium alloy articles from metal powders by sintering with presence of atomic hydrogen
US5149496A (en) Method of making high strength, high stiffness, magnesium base metal alloy composites
JP3993344B2 (en) Aluminum composite material with neutron absorption capability and method for producing the same
JP2551285B2 (en) Titanium alloy for high density powder sintering
JP2588889B2 (en) Forming method of Ti-Al based intermetallic compound member
JPH0149765B2 (en)
JPS60125345A (en) Aluminum alloy having high heat resistance and wear resistance and manufacture thereof
JP2584488B2 (en) Processing method of wear resistant aluminum alloy

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed