CS195127B1 - Spósob výroby klzného materiálu hliník-plovo tlakovou infiltráciou - Google Patents

Description

SOCIALISTICKÁ i popis vynálezuK AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 195127 (II) (BI)

/22/ Přihlášené 21 10 77/21/ /PV 6847-77/ (51) lni. CI.3C 22 C 21/00 (|1)i Zverejnené 28 04 79

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (15) Vydané 1 5 04 82 (75)

Autor vynálezu KÚDELA STANISLAV ing. CSc. a SCHWEIGHOFF.R AUGUSTIN ing. CSc.,

BRATISLAVA (54) Spósob výroby klzného materiálu hliník-plovo tlakovou infiltráciou i

Vynález sa týká spo.sobu výroby klznéhomateriálu hliník-olovo procesom tlakovejinfiltrácie pórovitého hliníkového skele-tu tekutým olovom.

Systém hliník-olovo sa jeví ako p-rírod-zená alternativa doteraz bežne používanéhoklzného materiálu hliník-cín, ponúkajúcaznačnú ekonomičnost účinnou substítúciouolova za deficitný cín a niektoré výhody,čo sa týká prevádzky, Příprava zliatinyhliník-olovo s rovnoměrnou distribúciou olo-va je však z metalurgického híaďiska vážnýmproblémom, v dosledku velmi nízkej rozpust-nosti a váhovej segregácie olova v .hliníkupri ochladzovaní zliatiny hl iník-olovo.nateplotu tuhnutia htiníka.

Spčsoby výroby tohto materiálu práškovoumetalurgiou sú predmetom mnohých patentovnapr. patenty NSR č. 1 021 578, 1 023 231, 1 205 706, patentov Sp. st. am. č. 2 994606, 2 815 567, rakúsky č. 328 757. Sposobyvýroby· materiálu liatin sú známe z patentovSp. st. am. č. 3 545 943, 1 164 116, 3 432 293. . Napriek tomu, ze zliatiny hliník-olovodisponujú podstatné lepšími prevádzkovýmivlastnosčami v porovnaní s doteraz používa-nými zliatinami hliník-cín.a sú tiež výraz-né ekonomickéjšie, nenachádzajú zatialako klzné materiály širsíe uplatnenie vtechnickej praxi, Výrobcovia klzných ma- .teriálov sa snažia o neustále zvyšovaniepodielu olovenej zložky, pretože iba ma-teriály sú v porovnaní s existujúcimi zlia-tinami hliník-cín prínosom, kde obsah olo-va převyšuje 10 X hmotnostných a túto požiadavku váčšina spomenutých technologiínespíná.

Procesy práškovej metalurgie sice umož-ňujú vytvořit heterogénny systém hliník-olovo i s vysokými podielmi olovenej zložky,v praxi však sa takmer neuplatňujú. V dos-lědku relativné nízkej teploty tavenia olo-va prebiehajú procesy vzájomného· spekaniapri teplotách, kde sa nezabezpečuje dosta-toČné spečenie a hutnost výsledného produk-tu. K tomu tiež pristupujú známe těžkostipri spekaní hliníkových práškov sposobenéprítomnostou oxidického povlaku. Výrobaklzných materiálov hliník-olovo procesmipráškovej metalurgie je naviac ešte kom-plikovaná vysokou toxicitou oloveného práš-ku.

Procesy tavnej metalurgie sú už podstat-né technologickéjšie. Rozdiel v měrných hmotnostiach složiek je však tak velký, ženapriek všetkým opatreniam sa nepodařiloprocesy segregácie potlačit na prijatelnúmieru a horeuvedenú medZnú koncentráciu olova $a nepodařilo -dosiahnut pri súČasnomzachovaní homogenity rozloženia v odliat-koch. Súčasným zavedením antimonu sasice dosahuje vysoká rozpustnost olova vhliníku, takéto zliatiny sú však v dosled-ku vysoko defíoitného antimonu neekonomic-ké.

Uvedené nevýhody rieší sposob výrobyklzného materiálu hliník-olovo tlakovoufiltráciou pórovitého hliníkového skeletutekutým olovom, ktorého podstata spočíváv tom, že sa pórovitý hliníkový skeletpo predcháďzajucej evakuácii úplné ponoří 195127

Claims (2)

1. > , -λ. -. . .-. .,1-95 1 27 . 3 ί : ·Λ ' ; 4 "..;· ' ' -4 dó tekutého olova při teplote 400 až 620 °C,pričom na hladinu tekutého ,o,loyá. sa pospb.L ;tlakom inertného plynu, něco s‘a- 'inrfi’ltró- ·< -váný skelet z tekutého olova vytiahne. Pri príprave materiálu hliník-olovo podlávynáleza sa vychádza zxhliníkového skeletu,ktorý sa pripravi spekaním hliníkového prá-šku v redukčnej atmosféře. Takto připravenýskelet sa napřed evakuuje a potom infiltrujetekutým olovom tak, že sa do něho plné pono-ří a na hladinu tekutého olova sa posobítlakom inertného plynu, ktorým sa překoná-vá záporný kapilárny tlak, ktorý vykazujúpóry hliníkového skeletu voči tekutému olo-vu. Medzi polomerom pórov, ktoré sa tekutýmolovom zaplnia a tlakom inertného plynuexistuje vztah: 2 r , . cos Θ P e JL_LS_ kde: P - vonkaiší tlak inertného plynur - poloměr pórov skeletu flg - povrchové napátie olova Θ - uhol zmáčania hliníka olovom. Zo vztahu 1 je zřejmé, že proces infil-trácie možno podstatné ovplyvňovat teplo-tou. V teplotnom intervale 350 až 600. °C samění uhol zmáčania hliníka tekutým olovomΘ v intervale 135 až 120 °C, tj. nedochád-za tu ku zmáčaniu a samovoIná- infi 11ráciaje tu nerealizovatelná, Napriek tomu sapri 600 °C dosahuje poměrně velká vzájomnáadhézia: 22 MPa, ktorá bola meraná ako Smy-kové napátie, potřebné k odtrhnutiu olove-nej kvapky od hliníkovej podložky. Z uvede-ného plyiíié, že tlakovou ihfiltrácioů mozétekuté olovo penetrovat do pórov. hliníkové-ho skeletu, pričom sa ustanoví .rovnováha vzmysle vztahu 1. Ak sa infiltrovaný skeletz tekutého olova vytiahne a v rovnakom pře-tlaku olovo v póroch skeletu aj ztuhne,vytvoří sa zložený materiál hliník-olovos rovnoměrnou distribúciou olovenej zložkypri poměrně ďobrej vzájómnej adhézii. Tak-to možno připravit zložené materiály i svelmi vysokými obsáhmi oloveňéj.zložkydo 30 Z obj . Oproti dotéráz známým téchnólÓgiam pří-pravy matěriálov hliník-ólóvo má technolo-gie· podlá vynálezu přednost najiná v tom, Že popťi jednoduchosti prévedenia.umožňujevytvárat materiálý'i's éxtfSmné vysokýmipodielmi olovenej zložky; pri zachovaní ho-mogenity rozloženia olova. Takéto materiá·-ly umóžňujú rozširenie sortimentu a apli-kačných možnosti klzných matěriálov na bá-,ze hliníka. Proces *infiltráciě prebiehav uzavretom priestore tlakovej nádoby, . - P R E D Μ E T SpSsób výroby klznéhó materiálu hliník-,-olovo tlakóvou infiitrácíoů pórovitého hli-.níkového skeletu tekutým olovom, výz.tia^čujúci sa tým, že sa pórovitý hliníkový 'skelet po predchádzajucej evakuácii úplné v dosledku Sohó je toxický učihok olovana obsluhujúci personál takmer plné potla- r’ée-h-ý. — · Příklad Příklad praktického prevedenia přípravymateriálu hliník-olovo sa vztahuje na-in-filtráciu hliníkového skeletu., o-p ór oy i t o s t icca 25 Z, ktorého rozměry sú Cl· 25 mm,:' výška30 mm. Hliníkové skelety bolí připravenélisováním práškovej zmesi 96 ;% htóot, hliní-ka a 4 Z hmot. médi. Výlisky bolí spékanépri 600 °C v atmosféře štiepeného čpavku. K sýteniu bolo použité běžné olovo technic-kej čistoty a ako inertný plyn argon. Pro-ces infiltrácie sa robil v labotatórnomautokláve s indukčnym ohréVom 'd elektró* magnetickým zdvíhacím zariadením pre ver-tikálny pohyb infiltrovaného -ťel.ieska. Ma-ximálně pracovně parametre autoklávu sú1700 °C$ tlak 6 MPa a dosiahnutelné vákuum1,33 Pa,. Teliesko hliníkového skeletu sauchytí do ocelového držiaka elektromagnetic-kého zdvíhacího zariadenia autoklávy tak,aby bolo umiestnené nad vsádzkou olova vgrafitovom kelímku, ktorý se nachádza vindukčjiej -piecke autoklávy. Autokláva sáuzavrie a evakuuje ha vákuum 1,33 Pa. Sú-časne sa zahrieva vsádzka olova na teplotu600 C. Po dosiahnutí uvedených hodnot vakuaa teploty sa teliesko hliníkového skeletuponoří do tekutého olova tak, aby bolopod hladinou dokonale oddělené od plynnéhomédia v autokláve. Do priestoru autokláyysa vpusti argon na tlak 4 MPa, který budepósobič na hladinu tekutého kovu počas 30'tóin. ‘ Teliesko Sá potom z tekutého olovavytiahne a v přetlaku argonu 4 MPa sa nechá 1 ztuhnúť. Autokláva sa po ptedchádzajúcomvypuštění argonu otvorí, teliseko sa zdržiaka vyberie a připravený zložený mate-riál hliník-olovo sa podrobí dalšiemuspracovaniu pre konkrétny účel použitia.Studium mikroŠtruktúry ukazuje, že infiltro-vané materiály sú takmer dokonale presýte—né olovom. Ich pórovitost je ešte přibližné
2. 2 Z, 'pričom řidě jednak o uzavřete póry atiež o velmi jemné póry, ktořých záplneníenemožno v zmysle vzčáhú 1 pochopitelné oča-kávaf. Doterajšie výskumy i‘ prax poukazují nato, že zliatiny hliník-olovo maj’ú vynikajú-cu odolnosti voči zadierariiu a to aj v-pod-mienkach velmi vysokých rychlostí a ultrartenkých vrstiev mazadla. Vynález je možnéyyužiť v ložiskách spalovacích motořovtak automobilov, ako aj výkonných dieselovýchmo toToch. VYNÁLEZU ·, ' · ponoří do tekutého olova pri teplote 400 až620 °C, pričom na hladinu tekutého olova saposobí tlakom inertného plynu, načo sainfiltrovaný skelet z tekutého olova vy-tiahne. Sevcrografia. n. p„ Úvod 7. Mott