ES2276605B1 - Un material compuesto de matriz metalica basado en polvos de aleacion con memoria de forma, su procedimiento de obtencion y uso. - Google Patents
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Abstract
Un material compuesto de matriz metálica basado en polvos de aleación con memoria de forma, su procedimiento de obtención y uso. La presente invención se refiere a un material compuesto de matriz metálica caracterizado porque está basado en partículas de polvo de aleación con memoria de forma, de base cobre con una concentración entre el 45% y el 70% en volumen respecto al volumen total del material, estando soportadas dichas partículas de polvo por una matriz metálica, al procedimiento de obtención de dicho material y al uso del mismo para la absorción de vibraciones, en particular vibraciones acústicas y mecánicas.
Description
Un material compuesto de matriz metálica basado
en polvos de aleación con memoria de forma, su procedimiento de
obtención y uso.
La invención corresponde al área de Ciencia y
Tecnología de Materiales, en lo que respecta al diseño y
elaboración de los materiales, así como al área de Tecnología
Física en lo que concierne a las propiedades de alto
amortiguamiento.
Los sectores de actividad industrial en que se
puede aplicar la invención son: electrodomésticos y domótica,
máquina-herramienta y maquinaria en general,
empacado electrónico, transporte incluyendo aeronáutica,
aeroespacial, construcción.
Tradicionalmente, los materiales que presentan
más alto coeficiente de amortiguamiento, son los materiales
poliméricos, debido a su comportamiento viscoelástico. Sin embargo,
los polímeros tienen en general un bajo módulo elástico y esto es
un inconveniente para el diseño de materiales con alto
amortiguamiento para aplicaciones estructurales. En efecto, el
índice de mérito para el diseño de amortiguamiento estructural es
el producto del módulo elástico (o de rigidez) E, por el
coeficiente de amortiguamiento tg(\phi), por lo que se
trata de optimizar la relación tg(\phi)) E. Es por ello que
se han desarrollado diversos tipos de materiales metálicos de alto
amortiguamiento, también conocidos como HIDAMETS (High Damping
Metals), ya que los metales tienen un módulo elástico muy superior
a los
polímeros.
polímeros.
De entre los materiales metálicos, unos de los
que presentan mayor coeficiente de amortiguamiento son las
Aleaciones con Memoria de Forma (SMA del inglés "Shape Memory
Alloys") [1]. Estas aleaciones experimentan una transformación
martensítica termoelástica (reversible) entre su fase alta
temperatura, denominada beta, y su fase baja temperatura,
denominada martensita, que puede ser inducida mediante enfriamiento
o por la aplicación de una tensión mecánica. Las interfases de
martensita son móviles tanto durante la transformación, como en
fase martensita, y bajo el efecto de una vibración o tensión
mecánica externa son susceptibles de moverse, absorbiendo energía
mecánica y dando lugar al fuerte amortiguamiento que presentan las
SMA [2]. Es conocido que las SMA de base cobre presentan un
coeficiente de amortiguamiento más elevado que las de
Ti-Ni que son las SMA que se emplean comercialmente
en prácticamente todas las aplicaciones.
No obstante, dado que las SMA masivas no
ofrecían todavía un coeficiente de amortiguamiento suficientemente
elevado, se ha desarrollado un gran número de Materiales Compuestos
de Matriz Polimérica, conteniendo varillas, láminas, hilos, etc.,
de SMA para diversas aplicaciones. En este campo hay innumerables
publicaciones científicas y numerosas patentes.
En paralelo, a lo largo de la última década, se
ha ido desarrollando la tecnología de producción de polvos de SMA
mediante pulvimetalurgia, especialmente en las aleaciones de base
cobre [3,4]. En este campo también hay numerosas publicaciones
científicas y patentes, especialmente en Ti-Ni.
El más reciente avance, en el campo de los
materiales con fuerte amortiguamiento, ha sido el desarrollo de
materiales Compuestos de Matriz Metálica, donde se han considerado
varios conceptos o tipos de materiales, que se describen a
continuación:
a).- Materiales compuestos formados directamente
por varias láminas o piezas de SMA, ya sea de Ti-Ni
o de base cobre. En este caso, además de múltiple publicaciones,
cabe destacar la patente US4808246.
b).- Materiales compuestos con una matriz
metálica blanda, responsable del amortiguamiento, y partículas
rígidas (W, SiC), en porcentaje variable, cuya única finalidad es
aumentar el módulo E del material, [6].
c).- Materiales compuestos con una matriz
metálica blanda, responsable del amortiguamiento, y partículas
cerámicas (VO_{2}) en pequeña proporción (1%) que aportan un
estrecho pico de amortiguamiento (de 0,2ºC de anchura), debido a
una anomalía en la rigidez de las partículas cuando experimentan
una transformación de fase [7].
d).- Materiales compuestos formados por
partículas de SMA en una matriz metálica rígida (usualmente de
aluminio o cobre), con la finalidad de mejorar las propiedades
estructurales u otras de la matriz. En ellos se emplea un
porcentaje reducido de partículas de SMA, ya que su finalidad es
mejorar las propiedades de la matriz. En este campo, además de
publicaciones científicas, existen varias patentes
[8-11].
e).- Materiales porosos (entre 5% y 40% de
poros) formados por partículas de SMA para amortiguamiento. En
este caso cabe destacar la patente US-5687958.
El problema técnico que se plantea y que ha
conducido a la presente invención es conseguir un material con un
elevado coeficiente de amortiguamiento tg(\phi), cuyo
máximo pueda ser ajustado a un intervalo particular de temperatura,
dependiendo de la aplicación a la que se destine. Además, en la
mayoría de las aplicaciones se requiere que el módulo elástico E
sea tan alto como posible, a fin de optimizar la relación
tg(\phi) \cdot E.
A la vista del análisis presentado sobre el
estado de la técnica, consideramos que los materiales objeto de la
presente invención, constituyen una autentica novedad, por la
combinación de diversos aspectos que se indican a
continua-
ción:
ción:
*).- En los materiales objeto de la invención,
las partículas de polvo de SMA constituyen el elemento mayoritario
con un porcentaje entre 45% y 70%, siendo las responsables del
fuerte amortiguamiento del material compuesto.
*).- Las partículas de polvo son de SMA de base
cobre y presentan la transformación martensítica propia en un
intervalo de temperatura ajustable.
*).- El intervalo de temperatura del máximo de
amortiguamiento del material compuesto es muy ancho (>50ºC) y se
puede ajustar mediante el control de la composición de las
partículas de polvo de SMA.
*).- La matriz debe ser una matriz metálica de
bajo punto de fusión, y que sea dúctil a la temperatura de
transformación martensítica de las partículas de SMA.
*).- La matriz contribuye al fondo de
amortiguamiento y genera un efecto amplificador del amortiguamiento
de las partículas, nunca descrito hasta ahora.
*).- Los materiales compuestos así obtenidos
pueden presentar una relación tg(\phi) \cdot E, que se
puede optimizar en un amplio intervalo de temperatura, mejor que
ningún otro material actualmente especificado.
[1] Shape Memory Materials. Edit. K. Otsuka,
C.M. Wayman. Cambridge University Press, Cambridge
(1998).
[2] Damping behaviour during martensitic
transformation in Shape memory Alloys. J. San Juan, M.L.
Nó. Journal of Alloys and Compounds 355 (2003)
pp 65-71.
[3] Martensitic transformation in
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processed by Powder Metallurgy. J. San Juan, R.B.
Pérez-Saez, V. Recarte, M.L.
Nó, G. Caruana, M. Lieblich, O. Ruano.
Journal de Physique IV (1995) pp
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[4] Advanced Shape Memory Alloys processed by
Powder Metallurgy. R.B. Pérez-Saez, V.
Recarte, M.L. Nó, O. Ruano, J. San
Juan. Advanced Engineering Materials 2 (2000) pp
49-53.
[5] Composite material in rod, tube, strip,
sheet or plate shape with reversible thermomechanical properties
and process for its production. J. Albrech, T. Duerig.
BBC Brow Boveri & Cie, Pat. US4808246 (1989).
[6] Damping and stifness of particulate
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[7] Extreme damping composite materials with
negative-stifness inclusions. R.S. Lakes, T.
Lee, A. Bersie, Y.C. Wang. Nature 410
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[8] Metallic composite material having improved
strength and vibration-damping property. Y.
Furuya, T. Masumoto. Pat. JP6264161
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[9] Metal matrix composite material enhanced in
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resistance. Y. Furuya, Y. Nishi, T. Masumoto.
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[10] Metal matrix composite reinforced with
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(1997).
La presente invención se refiere a un material
compuesto de matriz metálica caracterizado porque el elemento
amortiguante está basado en partículas de polvo de aleación con
memoria de forma, de base cobre con una concentración entre el 45%
y el 70% en volumen respecto al volumen total del material, estando
soportadas dichas partículas de polvo por una matriz metálica.
Según una realización particular de la invención
la base cobre está presente en el material en una concentración
entre el 50% y el 60% en volumen respecto al volumen total del
material compuesto.
El material de la invención presenta una
transformación martensítica termoelástica entre -150ºC y
+250ºC.
Según una realización particular del material la
base cobre está seleccionada entre
Cu-Al-Ni,
Cu-Zn-Al y
Cu-Al-Mn.
Dicha matriz metálica de metales o aleaciones
rodea las partículas de polvo y sirve de ligante al material
compuesto.
La matriz metálica puede comprender, según
realizaciones de la invención:
- metales de punto de fusión inferior a 330ºC
o
- aleaciones de dichos metales con temperatura
de sólidos inferior a 330ºC.
Dicho metal, o metales, (o sus aleaciones) de
bajo punto de fusión, debe ser dúctil a la temperatura del máximo
de amortiguamiento ajustada. Entre los metales de bajo punto de
fusión que pueden constituir la matriz metálica se pueden
seleccionar entre otros In, Sn, Pb, Cd, Tl, y sus aleaciones.
Según realizaciones adicionales del material de
la invención, la matriz metálica puede estar seleccionada
entre:
- uno o más metales de punto de fusión superior
a 330ºC, o
- aleaciones de dichos metales.
Metales preferidos en este caso son Zn o Mg.
Además, según realizaciones particulares del
material, las partículas de polvo de aleación podrán tener una
misma y única concentración de base cobre, o podrán incluirse en el
material compuesto partículas de diferentes concentraciones de base
cobre. Mediante tratamientos térmicos u otros métodos propios de la
pulvimetalurgia, como por ejemplo aleado mecánico, se podrán
incluir partículas con un gradiente de concentración de base cobre
a fin de que la transformación martensítica presente un intervalo
de temperaturas más extendido, y obtener así un máximo de
amortiguamiento ensanchado en temperatura.
En el caso de que las partículas de polvo no
tengan todas la misma concentración de base cobre, el porcentaje
de partículas con distinta concentración de base cobre puede ser
igual o inferior al 15% respecto al total de material
compuesto.
Se podrá incluir además en el material
compuesto, otro tipo de partículas de distinta composición, que
pueden ser rígidas, metálicas o cerámicas, cuya única función sea
aumentar el módulo del material compuesto.
Dichas partículas de polvo de distinta
composición pueden estar presentes en el material en un porcentaje
igual o inferior al 15% de material compuesto. Además, estas
partículas pueden estar seleccionadas entre Renio, Wolframio,
Molibdeno, Carburo de Silíceo y Carburo de Boro.
La presente invención se refiere además a un
procedimiento de obtención de un material compuesto de matriz
metálica tal como se ha definido anteriormente que comprende:
- preparar las partículas de polvo de aleación
con memoria de forma, e
- infiltrar la matriz metálica.
Las partículas de polvo de la aleación con
memoria de forma, se pueden obtener mediante atomización por gas,
o por cualquier otro método que permita obtener partículas de polvo
que presenten la transformación martensítica termoelástica propia
de las aleaciones con memoria de forma.
Dicho procedimiento puede además comprender una
etapa de ajuste del intervalo de temperatura del máximo de
amortiguamiento del material compuesto a través de las temperaturas
de transformación martensítica directa o inversa de las partículas
de polvo, variando la composición de los elementos constituyentes
de la aleación con memoria de forma.
Según realizaciones particulares, dicho
procedimiento puede comprender la inclusión en el material
compuesto, de partículas de diferente concentración de base cobre,
las cuales se pueden incluir en el material compuesto mediante
tratamiento térmico.
Según realizaciones particulares, dicho
procedimiento puede comprender la inclusión en el material
compuesto de partículas con un gradiente de concentración en el
material compuesto mediante aleado mecánico.
Según realizaciones particulares del
procedimiento, cuando la matriz metálica comprende metales de punto
de fusión inferior a 330ºC, o aleaciones de dichos metales con
temperatura de sólidus inferior a 330ºC, dicho procedimiento
comprende
- preparar partículas de polvo de base
cobre,
- introducir dichas partículas en un molde,
- desgasificar bajo vacío, preferentemente a una
temperatura entre 120ºC y 300ºC e
- inyectar el metal fundido de la matriz
mediante infiltración bajo vacío.
La infiltración se realiza a una presión que se
puede conseguir mediante centrifugación o mediante la aplicación de
una presión de gas sobre el fundido.
Según realizaciones particulares del
procedimiento, cuando la matriz metálica comprende uno o más
metales de punto de fusión superior a 330ºC, o aleaciones de dichos
metales, habrá que preservar las propiedades de la transformación
martensítica de las partículas de polvo de aleación con memoria de
forma, por lo que dicho procedimiento puede ser un procedimiento de
pulvimetalurgia, que comprende:
- mezclar las partículas de polvo de la aleación
de memoria de forma con polvos del metal o aleación de la
matriz,
- desgasificar bajo vacío,
- y compactar.
En este caso, la compactación se puede realizar
mediante sinterización con tensión uniaxial a temperatura inferior
a 300ºC, o bien, la compactación se puede realizar también mediante
encapsulado previo bajo vacío y posterior compactado isostático a
alta presión a temperatura inferior a 300ºC.
Eventualmente este método también podrá ser
empleado en el caso de matrices metálicas de más bajo punto de
fusión, como las mencionadas anteriormente en la realización
anteriormente descrita del procedimiento.
En el caso de que la matriz comprenda metales de
punto de fusión superior a 330ºC el procedimiento,
alternativamente, puede ser un procedimiento de infiltración a alta
temperatura, que puede comprender:
- preparar partículas de polvo de base
cobre,
- introducir dichas partículas en un molde,
- desgasificar bajo vacío,
- calentar por encima de la temperatura del
eutectoide de la SMA correspondiente, de modo que las partículas se
encuentren en la fase de alta temperatura, denominada beta, propia
de estas aleaciones,
- infiltrar la matriz metálica a alta
temperatura y
- templar el material compuesto en un medio de
enfriamiento rápido. Dicho medio de enfriamiento rápido puede ser
agua.
La elección de la matriz metálica servirá para
optimizar las propiedades ligantes del material compuesto, así como
la relación tg(\phi) \cdot E, y se elegirá en función
del tipo de SMA empleado y del rango de temperaturas en que el
material compuesto vaya a encontrarse en condiciones de servicio en
las diversas aplicaciones.
Desde el punto de vista técnico, las partículas
de polvo de aleación con memoria de forma aportan un alto
coeficiente de amortiguamiento al material compuesto, debido al
movimiento de las interfases de martensita, especialmente en
proximidad de la temperatura de transformación martensítica
(directa o inversa). La matriz permite absorber la deformación que
las partículas experimentan cuando las interfases de martensita
se mueven, ya sea en fase martensítica, ya sea cuando experimentan
la transformación inducida por temperatura o por tensión. De este
modo, la matriz absorbe la deformación de las partículas evitando
que el material compuesto se degrade. La matriz, además de servir
de soporte a las partículas en el material compuesto, contribuye
también al fondo continuo de amortiguamiento y genera un efecto
amplificador del amortiguamiento de las partículas.
Estos materiales incorporan un nuevo concepto
que resuelve el problema de obtener un alto coeficiente de
amortiguamiento, ajustable en un intervalo específico de
temperatura. El intervalo de temperatura, del máximo de
amortiguamiento puede ser ajustado entre -150ºC y +250ºC, a través
de las temperaturas de transformación martensítica (directa o
inversa) de las partículas de polvo, que a su vez se controla
mediante la composición de los elementos constituyentes de la
aleación con memoria de forma.
Las ventajas del material radican en que
actualmente no existe ningún material que permita ajustar de forma
continua el pico de máximo de amortiguamiento en el intervalo de
temperaturas deseado. Estos materiales presentan un coeficiente de
amortiguamiento superior a otros materiales metálicos y optimizan
la relación tg(\phi) x E, que se emplea en el diseño de
materiales para amortiguamiento, mejor que otros materiales
alternativos.
La adición opcional de partículas rígidas,
metálicas o cerámicas, junto con las partículas de SMA, tendrá como
finalidad incrementar el módulo elástico del material
compuesto.
La presente invención se refiere también al uso
del material compuesto definido anteriormente para la absorción de
vibraciones. Dichas vibraciones pueden ser acústicas o
mecánicas.
Las aplicaciones industriales potenciales de la
presente invención pueden ser muy numerosas, y en general todas
aquellas en que se requiera alto amortiguamiento de vibraciones. A
continuación se dan algunos ejemplos de aplicaciones que podrán
tener los materiales de la presente invención:
* En el sector de los electrodomésticos para
absorción de vibraciones y disminución del ruido ambiental
producido por estos (lavadora, centrifugadora, lavavajillas,
etc.).
* En el sector de
Máquina-Herramienta, para amortiguación de las
vibraciones de la máquina y poder así mejorar la precisión de
mecanizado y aumentar la velocidad de mecanización. Además también
contribuirá a a disminuir el ruido ambiental (contaminación
acústica) del entorno de trabajo.
* En la industria de material
opto-electrónico, como material para "empacado
electrónico", a fin de absorber las vibraciones y proteger los
circuitos y dispositivos.
* En el sector del transporte, para absorber las
vibraciones e incrementar el confort del usuario, contribuyendo a
un entorno "limpio de ruidos". Además en el caso del sector
Aeronáutico, puede contribuir a una mejora de la vida a fatiga de
ciertos elementos estructurales, al disminuir la amplitud de las
vibraciones a que se encuentren someti-
dos.
dos.
* En la industria de la construcción, para la
fabricación de dispositivos "anti-seismos",
basados en alta absorción de energía mecánica.
La solución que aporta la presente invención al
problema planteado es por lo tanto un nuevo concepto de material
compuesto basado en partículas de polvo de aleación con memoria de
forma (SMA) de base cobre, como elemento principal amortiguante con
un porcentaje >= 40%, embebidas en una matriz metálica dúctil,
de bajo punto de
fusión.
fusión.
El concepto en sí mismo es innovador, ya que en
los materiales compuestos tradicionales, es la matriz la que actúa
como elemento amortiguante y las partículas o fibras se añaden para
aumentar el módulo.
El uso de polvos de SMA de base cobre responde
al hecho de que dichas aleaciones presentan un coeficiente de
amortiguamiento superior a las SMA de base
Titanio-Níquel. Además, a través del control de la
composición de estas partículas de polvo, se puede ajustar la
temperatura del máximo de amortiguamiento. La matriz metálica de
bajo punto de fusión, además de dar soporte a las partículas, genera
un efecto amplificador del amortiguamiento, nunca descrito hasta
ahora.
Un ejemplo de realización de los materiales
compuestos descritos es el siguiente:
Se han empleado polvos de aleación de
Cu-Al-Ni con una concentración en
peso: 13,1% Al, 3,1% Ni, 83,8% Cu.
Los polvos se produjeron mediante atomización
por gas. Y se han empleado los polvos tamizados con tamaños
comprendidos entre 25 y 50 micras.
Las temperaturas de transformación martensítica
de los polvos atomizados, medidas mediante calorimetría
diferencial de barrido (DSC), son: Ms=65ºC, Mf=27ºC, As=51ºC,
Af=95ºC.
Como metal de la matriz se empleó, en este caso,
Indio de pureza 99,99%.
Los polvos introducidos en un molde de teflón se
desgasificaron a 130ºC durante 6 horas bajo un vacío de 0,01
mbares.
La infiltración se realizó a 190ºC, mediante la
aplicación de una presión, sobre el fundido, de helio gas a 3
bares.
El material compuesto contenía 60% en volumen de
partículas de Cu-Al-Ni y 40% de
indio.
El coeficiente de amortiguamiento
tg(\phi) se ha medido en torsión con un equipo de
espectroscopía mecánica que permite trabajar a diferentes
frecuencias y en función de la temperatura, ya que como es bien
sabido el coeficiente de amortiguamiento de un material depende de
estos dos parámetros.
El material compuesto presenta dos máximos de
amortiguamiento a 65ºC y a 100ºC correspondientes a la
transformación martensítica directa e inversa respectivamente. A
continuación se indican los valores del coeficiente de
amortiguamiento para diferentes frecuencias:
- a la frecuencia de 3 Hz,
tg(\phi)>0,01 entre -100ºC y +125ºC, con un máximo de
tg(\phi)>=0,05,
- a la frecuencia de 1 Hz,
tg(\phi))>0,01 entre -100ºC y +125ºC, con un máximo de
tg(\phi)>=0,1,
- a la frecuencia de 0,1 Hz,
tg(\phi)>0,035 entre -100ºC y +125ºC, con un máximo de
tg(\phi)>=0,3,
- a la frecuencia de 0,03 Hz,
tg(\phi)>0,05 entre -100ºC y +125ºC, con un máximo de
tg(\phi)>=0,4,
- a la frecuencia de 0,01 Hz,
tg(\phi)>0,09 entre -100ºC y +125ºC, con un máximo de
tg(\phi)>=0,6.
Claims (28)
1. Un material compuesto de matriz metálica
caracterizado porque el elemento amortiguante está basado en
partículas de polvo de aleación con memoria de forma, de base cobre
con una concentración entre el 45% y el 70% en volumen respecto al
volumen total del material, estando soportadas dichas partículas de
polvo por una matriz metálica.
2. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende
una base cobre con una concentración entre el 50% y el 60% en
volumen respecto al volumen total del compuesto.
3. Un material compuesto de matriz metálica,
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque presenta una transformación martensítica termoelástica
entre -150ºC y +250ºC.
4. Un material compuesto de matriz metálica,
según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la base cobre está seleccionada entre
Cu-Al-Ni,
Cu-Zn-Al y
Cu-Al-Mn.
5. Un material compuesto de matriz metálica
según la reivindicación 1, caracterizado porque la matriz
metálica comprende:
- metales de punto de fusión inferior a 330ºC
o
- aleaciones de dichos metales con temperatura
de sólidus inferior a 330ºC.
6. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 5, caracterizado porque la matriz
metálica comprende metales seleccionados entre In, Sn, Pb, Cd, Ti,
y sus aleaciones.
7. Un material compuesto de matriz metálica,
según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque la matriz metálica está seleccionada entre:
- uno o más metales de punto de fusión superior
a 330ºC, o
- aleaciones de dichos metales.
8. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos
metales son Zn o Mg.
9. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 1, caracterizado porque las
partículas de polvo de aleación con memoria de forma poseen todas
la misma concentración de base cobre.
10. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un
porcentaje de partículas de polvo de distinta concentración de
base cobre.
11. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un
porcentaje de partículas de polvo de distinta composición.
12. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho
porcentaje de partículas de polvo de distinta naturaleza es
inferior o igual al 15% respecto al volumen total de material
compuesto.
13. Un material compuesto de matriz metálica,
según una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado
porque las partículas de polvo de distinta composición están
seleccionadas entre partículas rígidas, metálicas o cerámicas.
14. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 13, caracterizado porque dichas
partículas de polvo de distinta composición están seleccionadas
entre: renio, wolframio, molibdeno, carburo de silicio y carburo de
boro.
15. Un material compuesto de matriz metálica,
según la reivindicación 1, caracterizado porque
comprende:
- un 60% de partículas de polvo de aleación de
Cu-Al-Ni respecto al peso de
material, con una concentración en peso: 13,1% Al, 3,1% Ni, 83,8%
Cu,
- un 40% en peso de una matriz de indio.
16. Un procedimiento de obtención de un material
compuesto definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15,
caracterizado porque comprende:
- preparar las partículas de polvo de aleación
con memoria de forma, e
- infiltrar la matriz metálica.
17. Un procedimiento de obtención de un material
compuesto según la reivindicación 16, caracterizado porque
comprende ajustar el intervalo de temperatura del máximo de
amortiguamiento del material compuesto a través de las temperaturas
de transformación martensítica directa o inversa de las partículas
de polvo, variando la composición de los elementos constituyentes
de la aleación con memoria de forma.
18. Un procedimiento de obtención de un material
compuesto según la reivindicación 16, caracterizado porque
comprende incluir en el material compuesto partículas de diferente
concentración de base cobre.
19. Un procedimiento de obtención de un material
compuesto según la reivindicación 18, caracterizado porque
las partículas de diferente concentración de base cobre se incluyen
en el material compuesto mediante tratamiento térmico.
20. Un procedimiento de obtención de un material
compuesto según la reivindicación 18, caracterizado porque
comprende incluir partículas con un gradiente de concentración de
base cobre en el material compuesto mediante aleado mecánico.
21. Un procedimiento según la reivindicación 16,
de obtención de un material compuesto definido en una de las
reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque comprende
- preparar partículas de-polvo
de base cobre,
- introducir dichas partículas en un molde,
- desgasificar bajo vacío a una temperatura
entre 120ºC y 300ºC e
- inyectar el metal fundido de la matriz
mediante infiltración bajo vacío.
22. Un procedimiento según la reivindicación 21,
caracterizado porque la infiltración se realiza a una
presión que se consigue mediante centrifugación o mediante la
aplicación de una presión de gas sobre el fundido.
23. Un procedimiento según la reivindicación 16,
de obtención de un material compuesto definido en una de las
reivindicaciones 7 ú 8, caracterizado porque comprende
- mezclar las partículas de polvo de la aleación
de memoria de forma con polvos del metal o aleación de la
matriz,
- desgasificar bajo vacío,
- y compactar.
24. Un procedimiento según la reivindicación 23,
caracterizado porque la compactación se realiza mediante
sinterización con tensión uniaxial a temperatura inferior a
300ºC.
25. Un procedimiento según la reivindicación 23,
caracterizado porque la compactación se realiza mediante
encapsulado previo bajo vacío y posterior compactado isostático a
alta presión a temperatura inferior a 300ºC.
26. Un procedimiento según la reivindicación 23,
caracterizado porque comprende:
- preparar partículas de polvo de base
cobre,
- introducir dichas partículas en un molde,
- desgasificar bajo vacío,
- calentar por encima de la temperatura del
eutectoide de la SMA correspondiente, de modo que las partículas se
encuentren en la fase de alta temperatura, denominada beta, propia
de estas aleaciones,
- infiltrar a alta temperatura y
- templar el material compuesto en un medio de
enfriamiento rápido.
27. Uso del material compuesto definido en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, para la absorción de
vibraciones.
28. Uso según la reivindicación 27
caracterizado porque las vibraciones están seleccionadas
entre vibraciones acústicas y mecánicas.
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| EP06807938.3A EP1930452B1 (en) | 2005-08-31 | 2006-08-30 | Metal matrix material based on shape-memory alloy powders, production method thereof and use of same |
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