ES2652145T3

ES2652145T3 - Material de aluminio que contiene boro y método para fabricar el mismo

Info

Publication number: ES2652145T3
Application number: ES13846532.3T
Authority: ES
Inventors: Takashi CHODA; Yukihide HONDA; Tsuyoshi Suzuki; Hitoshi Ishida; Ryutaro Wada; Yoshiki Takebayashi; Tatsuhiko Kusamichi; Fumiaki Kudo
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2033-10-07
Also published as: US9951401B2; WO2014061494A1; JP2014080658A; JP5829997B2; US20150218681A1; EP2910656B1; EP2910656A1; EP2910656A4

Abstract

Un material de aluminio que contiene boro que comprende una matriz que incluye un polvo de aluminio o de aleación de aluminio, y un polvo de boruro, dispersándose el polvo de boruro en la matriz, en el que el polvo de boruro incluye al menos uno o más tipos de primeras partículas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en AlB12, CaB6, y SiB6, al menos uno o más tipos de segundas partículas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en FeB, MnB2, Fe2B y AlB2, e inevitablemente partículas de impurezas, en el que la relación de las segundas partículas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 20 % en masa o más.

Description

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DESCRIPCION

Material de aluminio que contiene boro y metodo para fabricar el mismo.

Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un material de aluminio que contiene boro mejorado en maquinabilidad y un metodo para fabricar el mismo. A continuacion, se hara referencia al boro tambien como "boro" o "B".

Antecedentes de la invencion

En los ultimos anos, ha existido una necesidad creciente de almacenamiento intermedio de combustible nuclear gastado (al que se hara referencia en lo sucesivo como "SF") en una combustible nuclear. Ademas, existe una tendencia a cambiar del almacenamiento humedo (almacenamiento en agua) al almacenamiento seco (almacenamiento por enfriamiento de aire) para almacenamiento intermedio de SF. Por consiguiente, El SF tiene un mayor valor de calor y densidad de generacion de neutrones que en la tecnica relacionada. Por lo tanto, un material de aluminio que contiene boro para formar un barril o un bote que es un recipiente de almacenamiento de SF tambien se requiere para tener un contenido en boro mas alto que nunca.

Para fabricar una aleacion de aluminio que contiene boro, se ha usado un metodo de fusion/moldeo en la tecnica relacionada. Los metodos de fusion/moldeo incluye: un metodo en el que el boro en polvo se anade a un metal base de aleacion de aluminio, y se fusiona y se moldea (a lo que se hara referencia en lo sucesivo como "el anterior metodo de fusion/moldeo"); o un metodo en el que el fluoroborato tal como el KBF4 se anade con un catalizador en un metal fundido de aluminio para generar una aleacion intermedia de boro y aluminio, seguido por el ajuste de la concentracion de boro para moldear (a lo que se hara referencia en lo sucesivo como "el ultimo metodo de fusion/moldeo". El lingote moldeado de esta manera se forma en un material laminar por tratamiento de laminacion, tratamiento de extrusion, o similares.

Con el anterior metodo de fusion/moldeo descrito anteriormente, se forman varios compuestos de boro cristalizados en la aleacion de aluminio y boro, dando como resultado la degradacion de la maquinabilidad. Ademas, una diferencia en la gravedad espedfica entre diversos compuestos de boro formados hace que los compuestos de boro se precipiten (floten), dando como resultado una distribucion uniforme (es decir., segregacion) de boro. Esto conduce a la formacion de sitios con u na concentracion menor que el contenido de boro anadido. Como un moldeo, el lfmite superior de la concentracion de boro realmente obtenible es de aproximadamente el 1 % en masa.

Ademas, el ultimo metodo de fusion/moldeo descrito anteriormente requiere esencialmente boro (boro concentrado) aumentado en contenido de isotopo de boro con un numero de masa de 10 que absorben los neutrones termicos presentes en una relacion de 18,4 % en masa en boro natural (a lo que se hara referencia en lo sucesivo como "B- 10"). Sin embargo, el boro concentrado es muy caro, incurriendo en un problema en terminos de costes.

Bajo tales circunstancias, se proponen tambien las siguientes tecnologfas.

Se divulga un material compuesto de matriz metalica que tiene un par de laminas de metal que incluye un material mezclado interpuesto entremedias: el material mezclado es un material compuesto de matriz metalica que incluye un polvo metalico y partfculas de ceramica que tiene una funcion absorbente de neutrones; las partfculas de ceramica incluyen partfculas de B4C; la densidad de area de B-'IO incluida en las partfculas de B4C se establece en 40 mg/cm2 o mas; y la tasa de absorcion de neutrones alcanzada por las partfculas de B4C es el 90 % o mas (ver Literatura de Patente 1). La Literatura de Patente 2 desvela una aleacion de base de aluminio que contiene boro que se dispersa en un polvo de aleacion de aluminio, en la que el polvo de boruro incluye primeras partfculas de AlB-i2 y segundas partfculas de boruro de AlB2 o FeB.

Lista de citacion

Literatura de patente

Publicacion de Patente Japonesa No Examinada Numero 20 10-255033 Publicacion de Patente de Estados Unidos Numero US2006137783A1

Sumario de la invencion

Problema tecnico

Sin embargo, la tecnologfa divulgada en la Literatura de Patente 1 tambien tiene el siguiente problema.

Con la tecnologfa descrita en la Literatura de Patente 1, las partfculas de B4C se usan como partfculas de ceramica que tienen una funcion de absorcion de neutrones. Sin embargo, la dureza Vickers de las partfculas de B4C es tan

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dura como aproximadamente 4000 HV. Por lo tanto, desfavorablemente, el material compuesto de matriz metalica que incluye partfculas de B4C es pobre en maquinabilidad que incluye propiedades de corte o similares, y la vida de la herramienta para mecanizar el material compuesto de matriz metalica tambien se acorta. Ademas, las partfculas de B4C son desfavorablemente caras.

Es un objeto de la presente invencion proporcionar un material de aluminio que contiene boro mejorado en maquinabilidad, y que tiene tambien una funcion de absorcion de neutrones a la vez que es de bajo coste, y un metodo para fabricar el mismo.

Solucion al problema

Con el fin de lograr el objeto, una invencion de acuerdo con un primer aspecto de la invencion es un material de aluminio que contiene boro que incluye una matriz que incluye un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio, y un polvo de boruro. El polvo de boruro se dispersa en la matriz. El polvo de boruro incluye al menos uno o mas tipos de primeras partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en AlBi2, CaB6, y SiB6, al menos uno o mas tipos de segundas partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en FeB, MnB2, Fe2B, y AlB2, e inevitables partfculas de impurezas.

Adicionalmente, la relacion de las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 20 % en masa o mas.

Una invencion de acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion es la invencion de acuerdo con el primer aspecto o el segundo aspecto, caracterizado porque la relacion de las primeras partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 50 % en masa o mas.

Una invencion de acuerdo con un tercer aspecto de la presente invencion es la invencion de acuerdo con el primer aspecto, caracterizado porque la relacion de partfculas con un tamano de partfcula de 350 pm o menos (pero sin incluir cero) de las primeras partfculas de boruro y las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 90 % en masa o mas.

Una invencion de acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invencion es la invencion de acuerdo con el primer aspecto, caracterizado porque el tamano medio de partfcula del polvo de boruro es de 1,5 veces a 4 veces el tamano de partfcula medio del polvo de aluminio o de aleacion de aluminio.

Una invencion de acuerdo con un quinto aspecto de la presente invencion es un metodo para fabricar material de aluminio que contiene boro de acuerdo con cualquiera de entre el primer al quinto aspecto.

El metodo incluye:

una etapa de mezclado de polvo de mezclado de polvo de boruro que incluye las primeras partfculas de boruro, segundas partfculas de boruro, e inevitablemente partfculas de impurezas, y un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio que sirve como una matriz, y

una etapa de formacion principal para realizar la formacion principal mediante al menos cualquier tecnica de entre una tecnica de extrusion directamente del polvo mixto mezclado en la etapa de mezclado de polvo, una tecnica de extrusion, forjado, o enrollado de un compacto formado previamente obtenido por la formacion preliminar del polvo mezclado en una forma prescrita, y una tecnica de envasado del polvo mezclado o del compacto formado previamente en un recipiente metalico con una forma prescrita, y realizar extrusion, forjado, o enrollado.

Una invencion de acuerdo con un sexto aspecto de la presente invencion es la invencion de acuerdo con el quinto aspecto, caracterizado porque cualquier metodo de HIP, CIP, y un metodo de presion monoaxial en un molde se usa para la formacion preliminar.

Una invencion de acuerdo con un septimo aspecto es la invencion de acuerdo con el quinto o sexto aspecto, caracterizado porque el recipiente metalico en la forma prescrita es un miembro tubular formado en una forma rectangular en seccion transversal, y realizado de aluminio o una aleacion de aluminio, y despues de llenar el miembro tubular con el polvo mezclado o el compacto formado previamente, una o ambas aberturas del miembro tubular estan cerradas por una lamina o bloque realizado de aluminio o una aleacion de aluminio con el fin de permitir la desgasificacion.

Efectos ventajosos de la invencion

Como se describio hasta ahora, el material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion es un material de aluminio que contiene boro que incluye una matriz que incluye polvo de aluminio o aleacion de aluminio, y un polvo de boruro. El polvo de boruro se dispersa en la matriz. El polvo de boruro incluye al menos uno o mas tipos de primeras partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en AlB12, CaB6, y SiB6, al

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menos uno o mas tipos de segundas partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en FeB, MnB2, Fe2B, y AlB2, e inevitablemente partfculas de impurezas, en la que la relacion de las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 20 % en masa o mas.

Como resultado de esto, es posible lograr un material de aluminio que contiene boro mejorado en maquinabilidad, y tambien tener una funcion de absorcion de neutrones mientras que es de bajo coste. Ademas, las primeras partfculas de boruro y las segundas partfculas de boruro pueden mezclarse apropiadamente. Por esto, tambien deviene posible ajustar el grado de mejora de la maquinabilidad y el grado de la funcion de absorcion de neutrones de manera extensiva.

Ademas, un metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion incluye: una etapa de mezclado de polvo de mezclado de polvo de boruro que incluye las primeras partfculas de boruro, segundas partfculas de boruro, e inevitablemente partfculas de impurezas, y un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio que sirve como una matriz, y una etapa de formacion principal para realizar la formacion principal mediante al menos cualquier tecnica de entre una tecnica de extrusion directamente del polvo mixto mezclado en la etapa de mezclado de polvo, una tecnica de extrusion, forjado, o enrollado de un compacto formado previamente obtenido por la formacion preliminar del polvo mezclado en una forma prescrita, y una tecnica de envasado del polvo mixto o del compacto formado previamente en un recipiente metalico con una forma prescrita, y realizar extrusion, forjado, o enrollado.

Como resultado de esto, es posible fabricar un material de aluminio que contiene boro mejorado en maquinabilidad, y que tambien tiene una funcion de absorcion de neutrones mientras que es de bajo coste sin requerir un proceso de alta temperatura tal como un metodo de fusion/moldeo.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva de un miembro tubular realizado de aluminio formado en una forma rectangular en seccion transversal como un recipiente metalico para llenarlo de polvo mezclado, para su uso en un metodo para fabricar un material de aluminio que contiene boro de una realizacion de la presente invencion; Las figuras 2 son cada una una vista explicativa para ilustrar de manera esquematica un metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de una realizacion de la presente invencion, en las que la figura 2(a) es una vista explicativa para ilustrar esquematicamente un proceso de laminacion del mismo miembro tubular lleno de polvo mezclado, la figura 2(b) es una vista en seccion transversal a lo largo de A-A del mismo miembro tubular lleno de polvo mezclado antes del laminado; y la figura 2(c) es una vista en seccion transversal a lo largo de B-B del mismo miembro tubular lleno con un polvo mezclado despues del laminado; y la figura 3 es una fotograffa de sustitucion de dibujos que corresponde a la vista en seccion transversal a lo largo de B-B de una tubena cuadrada de aluminio despues del aminado mostrada en la figura 2(c).

Descripcion de las realizaciones

A continuacion, la presente invencion se describira en mayor detalle al tiempo que se ilustran las realizaciones.

(Configuracion del material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion)

Un material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion es un material de aluminio que contiene boro que incluye un polvo de boruro dispersado en una matriz formada de un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio. El polvo de boruro incluye al menos uno o mas tipos de primeras partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en AlB12, CaB6, y SiB6, al menos uno o mas tipos de segundas partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en FeB, MnB2, Fe2B, y AlB2, e inevitables partfculas de impurezas. Raramente, la relacion de mezclado de un polvo de aluminio o aleacion de aluminio, y un polvo de boruro en el polvo de aluminio que contiene boro es arbitraria. Considerando que, el polvo de aluminio o de aleacion de aluminio, el primer polvo de boruro, y el segundo polvo de boruro que son polvos de materias primas respectivamente incluyen las impurezas inevitables, y las partfculas de impurezas inevitables se derivan de las mismas. Ademas, la relacion de las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 20 % en masa o mas.

Debido a la anterior configuracion, la presente invencion puede implementar un material de aluminio que contiene boro mejorado en maquinabilidad, y que tiene una funcion de absorcion de neutrones mientras que es de bajo coste. Ademas, las primeras partfculas de boruro y las segundas partfculas de boruro pueden mezclarse apropiadamente. Por esto, tambien deviene posible ajustar el grado de mejora de la maquinabilidad y el grado de la funcion de absorcion de neutrones de manera extensiva.

Como el polvo de aluminio o de aleacion de aluminio que sirve como matriz del material de aluminio que contiene boro, los polvos de diversos tipos de aleaciones tales como aluminio puro (JIS 1050, 1070, y similares), aleaciones de sistema Al-Cu (JIS 2017 y similares), aleaciones de sistemas Al-MG-Si (JIS 6061 y similares), aleaciones de sistemas de Al-Zn-Mg (JIS 7075 y similares), y aleaciones de sistemas Al-MN pueden usarse solos, o en mezcla de dos o mas de los mismos.

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El polvo de boruro que imparte la funcion de absorcion de neutrones incluye las primeras partfculas de boruro que tienen una dureza inferior que la dureza Vickers de las partfculas B4C, segundas partfculas de boruro tambien inferiores en dureza que las primeras partfculas de boruro, e inevitables partfculas de impurezas.

Ademas, como las primeras partfculas de boruro, se puede usar al menos uno o mas tipos de partfculas seleccionadas del grupo que consiste en AlBi2, CaB6, y SiB6. Considerando que, como las segundas partfculas de boruro, se puede usar al menos uno o mas tipos de partfculas seleccionadas del grupo que consiste en Feb, MnB2, Fe2B, y AlB2. Ademas, diversas partfculas de impurezas inevitables se generan dependiendo de como se seleccionan respectivamente las primeras partfculas de boruro y las segundas partfculas de boruro, y el contenido de las mismas se controla preferentemente al 10 % en masa o menos.

Raramente, las partfculas de B4C pueden incluirse en una pequena cantidad como las primeras partfculas de boruro en un grado tal que no afecte negativamente la maquinabilidad del material de aluminio que contiene boro.

La configuracion anterior se adopta para los polvos de boruro. Como resultado, la maquinabilidad del material de aluminio que contiene boro se mejora principalmente por las segundas partfculas de boruro, y secundariamente por las primeras partfculas de boruro. Desde el punto de vista de la mejora de la maquinabilidad del material de aluminio que contiene boro, la relacion de las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 20 % en masa o mas.

Considerando que, desde el punto de vista de la mejora de la funcion absorbente de neutrones del material de aluminio que contiene boro, la relacion de las primeras partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es preferentemente el 50 % en masa o mas.

Ademas, la configuracion anterior se adopta para los polvos de boruro. Como resultado, la funcion de absorcion de neutrones del material de aluminio que contiene boro se imparte principalmente por las primeras partfculas de boruro, y secundariamente por las segundas partfculas de boruro.

Ademas, como el polvo de boruro, las primeras partfculas de boruro y las segundas partfculas de boruro pueden combinarse apropiadamente. Por esto, tambien deviene posible ajustar el grado de mejora de la maquinabilidad y el grado de la funcion de absorcion de neutrones de manera extensiva.

El tamano medio de partfcula del polvo de aluminio o aleacion de polvo de aluminio no tiene ninguna restriccion particular. Sin embargo, puede usarse el polvo con un valor lfmite superior del mismo de generalmente 200 pm o menos, y preferentemente de 170 pm o menos (por ejemplo, 165 pm). El valor lfmite inferior del tamano de partfcula medio no tiene ninguna restriccion particular siempre que la fabricacion sea posible, y es generalmente de 0,5 pm o mas, y preferentemente de 10 pm o mas. Raramente, el tamano de partfcula medio del polvo de aluminio o aleacion de aluminio en la presente invencion representa el valor medido por el metodo de medicion de la distribucion de tamano de partfculas de tipo difraccion por laser. La definicion de tamano de partfcula medio es de acuerdo con el diametro medio de diametro de distribucion de volumen (d(50)). Es decir, se adopta el valor al 50 % de acumulacion de distribucion de tamano de partfcula. La forma del polvo tampoco esta restringida. Por ejemplo, el polvo de aluminio o de aleacion de aluminio puede ser de cualquier forma tal como forma de lagrima, forma de esfera perfecta, forma esferoidal, forma escamosa, o forma amorga.

A la vista de la dispersion uniforme del polvo de boruro en la matriz que incluye un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio, el tamano de partfcula medio del polvo de boruro se establece preferentemente superior al tamano de partfcula medio del polvo de aluminio o aleacion de aluminio. Mas espedficamente, el tamano de partfcula medio del polvo de boruro es preferentemente de 1,5 veces (por ejemplo, 265 pm) a 4 veces el tamano de partfcula medio del polvo de aluminio o aleacion de aluminio. Logrando tal uniformizacion, la maquinabilidad se mejora mas, y la capacidad de absorcion de neutrones tambien se mejora mas. Raramente, el tamano de partfcula medio del polvo de boruro en la presente invencion representa el valor medido por el metodo de medicion de la distribucion de tamano de partfculas de tipo difraccion por laser. La definicion de tamano de partfcula medio es de acuerdo con el diametro medio de diametro de distribucion de volumen (d(50)). Es decir, se adopta el valor al 50 % de acumulacion de distribucion de tamano de partfcula. La forma del polvo tampoco esta restringida. Por ejemplo, el polvo de boruro puede ser de cualquier forma tal como la forma de una lagrima, forma de esfera perfecta, forma esferoidal, forma escamosa, o forma amorga.

Sin embargo, desde los puntos de vista de mejora de la dispersabilidad del polvo de boruro, y mejorar la densidad del B-10, la relacion de partfculas con un tamano de partfcula de 350 pm o menos (pero sin incluir cero) de las primeras partfculas de boruro y las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro mas preferentemente es el 90 % en masa o mas. Raramente, la definicion de tamano de partfcula es de acuerdo con el diametro medio de diametro de distribucion de volumen (d(50)). Es decir, se adopta el valor al 50 % de acumulacion de distribucion de tamano de partfcula.

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(Configuracion del metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion)

Un metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion incluye: una etapa de mezclado de polvo de mezclado de polvo de boruro que incluye las primeras partfculas de boruro, segundas partfculas de boruro, e inevitablemente partfculas de impurezas, y un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio que sirve como la matriz; y una etapa de formacion principal para realizar la formacion principal mediante al menos cualquier tecnica de entre una tecnica de extrusion directamente del polvo mixto mezclado en la etapa de mezclado de polvo, una tecnica de extrusion, forjado, o enrollado de un compacto formado previamente obtenido por la formacion preliminar del polvo mezclado en una forma prescrita, y una tecnica de envasado del polvo mezclado o del compacto formado previamente en un recipiente metalico con una forma prescrita, y realizar extrusion, forjado, o enrollado. Raramente, en la etapa de formacion, se puede realizar tambien extrusion y laminado en combinacion. Considerando que, en la etapa de mezcla de polvo, se puede mezclar un aglutinante, y se puede realizar la sinterizacion despues de la formacion. Sin embargo, estos no son esenciales en la presente invencion, se realizan, si es necesario.

Debido a la anterior configuracion, es posible fabricar un material de aluminio que contiene boro mejorado en maquinabilidad, y tener una funcion de absorcion de neutrones a la vez que es bajo en costes sin requerir un proceso de temperatura alto como metodo de fusion/moldeo.

A continuacion, el metodo para fabricar material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion se describira mas espedficamente por referencia a los dibujos adjuntos.

La figura 1 es una vista en perspectiva de un miembro tubular realizado de aluminio formado en una forma rectangular en seccion transversal como un recipiente metalico para llenarlo de polvo mezclado, para su uso en un metodo para fabricar un material de aluminio que contiene boro de una realizacion de la presente invencion. Las figuras 2 son cada una una vista explicativa para ilustrar de manera esquematica el metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de una realizacion de la presente invencion. la figura 2(a) es una vista explicativa para ilustrar esquematicamente un proceso de laminacion del mismo miembro tubular lleno de polvo mezclado, la figura 2(b) es una vista en seccion transversal a lo largo de A-A del mismo miembro tubular lleno de polvo mezclado antes del laminado. la figura 2(c) es una vista en seccion transversal a lo largo de B-B del mismo miembro tubular lleno con un polvo mezclado despues del laminado.

En la figura 1, 1 representa un miembro tubular realizado de aluminio, formado en una forma rectangular en seccion transversal como un recipiente metalico (al que se hara referencia en lo sucesivo como "tubena cuadrada de aluminio"). La forma en seccion transversal de la tubena cuadrada de aluminio 1 tiene un ancho de Wo, una altura de Ho, un espesor de to, y una longitud de Lo. En la presente realizacion, desde el punto de vista de reduccion de peso, se dara principalmente una descripcion a la realizada de aluminio como un recipiente metalico, que no es necesariamente exclusivo. Por ejemplo, es posible usar diversos materiales metalicos tales como los realizados de acero y realizados de acero inoxidable. Ademas, en la presente realizacion, se describira una tubena ampliamente disponible comercialmente como recipiente metalico como un ejemplo, pero no necesariamente exclusivo. Diversos son utilizables. Ademas, las formas en seccion transversal tambien son formas preferentemente rectangulares que tambien incluyen un rectangulo y un rectangulo de esquinas redondeadas, que no son necesariamente exclusivas. Son utilizables diversas formas tales como drculo o trapezoide.

(Etapa de mezcla de polvo)

El polvo de boruro que incluye las primeras partfculas de boruro, las segundas partfculas de boruro, e inevitablemente partfcuias de impurezas, y el polvo de aluminio o de aleacion de aluminio que sirve como matriz se mezclan durante un tiempo prescrito (por ejemplo, aproximadamente de minutos a 10 horas) usando, por ejemplo, diversos mezcladores tales como un mezclador de tipo V, una licuadora de tipo V, un mezclador rotativo cruzado, un molino JET, un molino de vibracion, y un molino planetario, para preparar de este modo un polvo mezclado 4 (mostrado en las figuras 2 mas adelante).

(Etapa de formacion principal)

Primero, la tubena cuadrada de aluminio 1 mostrada en la figura 1 se llena con polvo mezclado 4. Entonces, uno o ambos de entre el extremo derecho 1a y el extremo izquierdo 1b de la tubena cuadrada de aluminio 1 se cierran bloqueando con, por ejemplo, una soldadura por puntos o remachado para evitar fugas del polvo mezclado 4, y para permitir la desgasificacion usando una lamina o un bloque realizado de aluminio o aleacion de aluminio, para preparar de este modo una pieza de trabajo.

Entonces, como se muestra en la figura 2(a), se hace pasar la pieza de trabajo a traves de los rodillos de laminacion 2 y 3 ajustados para tener un espacio prescrito entremedias desde el lado izquierdo del plano de papel para la reduccion. Esto da como resultado una pieza de trabajo con una altura H prescrita como se muestra en el lado derecho del plano de papel de la misma figura. La etapa se realiza un tiempo prescrito hasta que la altura H prescrita

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La figura 2(b) es una vista en seccion transversal a lo largo de A-A de la tubena cuadrada de aluminio 1 como un miembro tubular lleno con el polvo mezclado 4 antes del laminado mostrado en la figura 1.

La figura 2(c) es una vista en seccion transversal a lo largo de B-B de la tubena cuadrada de aluminio 1 llenada con el polvo mezclado 4 despues del laminado mostrado en la figura 1. Como se muestra en la figura 2(c), al ser laminada, la tubena cuadrada de aluminio 1 se cambia en una forma en seccion transversal a un ancho de W1 y a una altura de Hi, y un espesor de t-i, respectivamente.

Raramente, en la presente realizacion, como la etapa de formacion principal, se ha dado una descripcion de la tecnica en la que el polvo mezclado 4 se llena en la tubena cuadrada de aluminio 1 como un recipiente metalico con una forma prescrita para el laminado. Sin embargo, este metodo no es necesariamente exclusivo, y se pueden usar diversas etapas de formacion principales. La etapa de formacion principal para realizar la formacion principal por, por ejemplo, al menos cualquier tecnica de una tecnica de extrusion directa del polvo mezclado 4 mezclado en la etapa de mezcla de polvo, una tecnica de extrusion, forjado, o enrollado de un compacto formado previamente obtenido por la formacion preliminar del polvo mezclado 4 en una forma prescrita, y una tecnica de envasado del polvo mezclado 4 o del compacto formado previamente en un recipiente metalico con una forma prescrita, y realizar extrusion, forjado, o enrollado.

Ademas, para la formacion preliminar, se usa cualquier metodo de HIP, CIP, un metodo de presion monoaxial y un molde.

Raramente, en la presente realizacion, se ha dado una descripcion del ejemplo en el que la tubena cuadrada de aluminio 1 se llena con el polvo mezclado 4. Sin embargo, esto no es necesariamente exclusivo. Es decir, tambien es posible adoptar una estructura de un recipiente metalico en una forma prescrita formada en una forma rectangular en seccion transversal que es un miembro tubular realizado de aluminio o de aleacion de aluminio, llenandose el miembro tubular de un compacto formado previamente obtenido por la formacion preliminar del polvo mezclado 4 en una forma prescrita, y entonces una o ambas aberturas del miembro tubular cerrandose por una lamina o bloque realizado de aluminio o de aleacion de aluminio para permitir la desgasificacion (espedficamente, una estructura en la que una o ambas aberturas del miembro tubular se cierran bloqueadas, por ejemplo, una soldadura por puntos o remachado para evitar fugas del polvo mezclado 4, y para permitir la desgasificacion usando una lamina o un bloque realizado de aluminio o aleacion de aluminio).

(Ejemplo 1)

Un ejemplo para el cual se muestra un metodo de fabricacion de material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la presente invencion en las figuras 1 y 2 se describira en algunos detalles.

Condiciones de fabricacion 1>

Polvo de boruro (i): Tipo de partfculas de mezcla (ver Tabla 1 a continuacion)

Tamano medio de partfcula 265 pm

Polvo de aluminio (ii): Aluminio puro

Tamano medio de partfcula 165 pm

Masa del polvo mezclado 4 (masa de (i): masa de (ii) 1 : 1): 90 g Velocidad de laminacion: 5 m/min Temperatura de laminacion: 400 °C

Tubena cuadrada de aluminio (antes del laminado) altura Ho = 13,6 mm Espesor = 1,0 mm Tubena cuadrada de aluminio 1 (despues del laminado): altura H1 = 1,6 mm Relacion de reduccion total {(H0 - H1)/H0 x 100} : 88,2

[Tabla 1]

Polvo de boruro (i)

Primeras partfculas de boruro: Segundas partfculas de boruro Partfculas de impurezas inevitables

AlB12: CaB6 MnB2 AlB2 El balance

56,7: 3,4 27,8 7,4

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Polvo de boruro (i)

Primeras partfculas: Segundas partfculas de Partfculas de impurezas

de boruro: boruro inevitables

Unidad: % en masa

Los cambios en las densidades de B-10 antes y despues del laminado de los materiales de aluminio que contienen boro formados basandose en las condiciones de fabricacion descritas hasta ahora se muestran en la tabla 2 a continuacion. De la Tabla 2, se observa un aumento notable en la densidad de B-10 despues del laminado, y se encuentra que contribuye a la funcion de absorcion de neutrones. Ademas, la fotograffa en seccion transversal despues del laminado que corresponde a la vista en seccion transversal B-B de la tubena cuadrada de aluminio 1 mostrada en la figura 2(c) se muestra en la figura 3. Esto tambien indica que se ha realizado un laminado favorable.

Considerando que, para la comparacion de la maquinabilidad, el material de aluminio que contiene boro (Ejemplo 1) fabricado de esta manera, y el material de aluminio que contiene boro que incluye partfculas de B4C como componente principal como polvo de boruro de la tecnica relacionada se sometio a corte. Como resultado, se ha probado que el mostrado en el Ejemplo 1 se mejora en maquinabilidad de corte, y que el astillado de una herramienta no tiene lugar. Esto se debe presumiblemente al hecho de que, como el polvo de boruro que forma el material de aluminio que contiene boro de la presente invencion, se incluyen las segundas partfculas de boruro de menor dureza que las primeras partfculas de boruro.

[Tabla 2]

Densidad de B-10 antes del laminado [g/cm3]: Densidad de B-10 despues del laminado [g/cm3]

0,048: 0,097 Ejemplo 1

0,051: 0,104 Ejemplo 2

(Ejemplo 2)

Condiciones de fabricacion 2>

Polvo de boruro (i): el mismo que en las condiciones de fabricacion 1

Polvo de aluminio (ii): el mismo que en las condiciones de fabricacion 1 Masa del polvo mezclado 4 (masa de (i): masa de (ii) = 1 : 1): 180 g

Velocidad de laminacion: la misma que en las condiciones de fabricacion 1

Temperatura de laminado: la misma que en las condiciones de fabricacion 1

Tubena cuadrada de aluminio 1 (antes del laminado): altura Ho = 22 mm Espesor t0 = 1,0 mm

Tubena cuadrada de aluminio 1 (despues del laminado: altura H1 = 5,8 mm

Relacion de reduccion total {(H0- H-i)/H0X 100}: 73,6

Los cambios en las densidades de B-10 antes y despues del laminado de los materiales de aluminio que contienen boro formados basandose en las condiciones de fabricacion descritas hasta ahora se muestran en la tabla 2 a continuacion. De la Tabla 2, tambien en el caso del Ejemplo 2, se observa un aumento notable en la densidad de B- 10 despues del laminado, y se encuentra que contribuye a la funcion de absorcion de neutrones.

Aplicabilidad industrial

El material de aluminio que contiene boro de la presente invencion es preferentemente un material de formacion de un recipiente de almacenamiento (barril o bote) para un combustible nuclear gastado en una combustible nuclear.

Lista de Signos de Referencia

1 Tubena cuadrada de aluminio

1a Extremo derecho de la tubena cuadrada de aluminio 1 1b Extremo izquierdo de la tubena cuadrada de aluminio 1 2, 3 Rodillo de laminacion 4 Polvo mezclado

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Un material de aluminio que contiene boro que comprende una matriz que incluye un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio, y un polvo de boruro, dispersandose el polvo de boruro en la matriz, en el que el polvo de boruro incluye al menos uno o mas tipos de primeras partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en AlB12, CaB6, y SiB6, al menos uno o mas tipos de segundas partfculas de boruro seleccionadas del grupo que consiste en FeB, MnB2, Fe2B y AlB2, e inevitablemente partfculas de impurezas,

en el que la relacion de las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 20 % en masa o mas.
2. El material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la reivindicacion 1,

en el que la relacion de las primeras partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es 50% en masa o mas.
3. El material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la reivindicacion 1,

en el que la relacion de partfculas con un tamano de partfcula de 350 pm o menos (pero sin incluir cero) de las primeras partfculas de boruro

y de las segundas partfculas de boruro ocupadas en el polvo de boruro es el 90 % en masa o mas,

en el que el tamano de partfcula se mediante el metodo de medicion de distribucion de tamano de partfcula de tipo

difraccion laser.
4. El material de aluminio que contiene boro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

en el que el tamano de partfcula medio del polvo de boruro es de 1,5 veces a 4 veces el tamano de partfcula medio del polvo de aluminio o de aleacion de aluminio.
5. Un metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, comprendiendo el metodo:

una etapa de mezclado de polvo de mezclado de polvo de boruro que incluye las primeras partfculas de boruro, segundas partfculas de boruro, e inevitablemente partfculas de impurezas, y un polvo de aluminio o de aleacion de aluminio que sirve como una matriz, y una etapa de formacion principal para realizar la formacion principal mediante al menos cualquier tecnica de entre una tecnica de extrusion directamente del polvo mixto mezclado en la etapa de mezclado de polvo, una tecnica de extrusion, forjado, o enrollado de un compacto formado previamente obtenido por la formacion preliminar del polvo mezclado en una forma prescrita, y una tecnica de envasado del polvo mezclado o del compacto formado previamente en un recipiente metalico con una forma prescrita, y realizar extrusion, forjado, o enrollado.
6. El metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la reivindicacion 5,

en el que cualquier metodo de entre HIP, CIP, y un metodo de presion monoaxial en un molde se usa para la formacion preliminar.
7. El metodo para fabricar el material de aluminio que contiene boro de acuerdo con la reivindicacion 5 o 6,

en el que el recipiente metalico en la forma prescrita es un miembro tubular formado en una forma rectangular en seccion transversal, y realizado de aluminio o una aleacion de aluminio, y despues de llenar el miembro tubular con el polvo mezclado o el compacto formado previamente, una o ambas aberturas del miembro tubular estan cerradas por una lamina o bloque realizado de aluminio o una aleacion de aluminio con el fin de permitir la desgasificacion.