RO125831B1

RO125831B1 - MATERIAL COMPOZIT TIR AL-BAZALT Șl PROCEDEU DE OBȚINERE A ACESTUIA

Info

Publication number: RO125831B1
Application number: ROA200900367A
Authority: RO
Inventors: Dăian-Horaţiu Lungu; Francisc Gnandt; Ioan Radu Vasiu
Original assignee: Tehnomag S.A.
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2015-03-30
Also published as: RO125831A2

Description

Orice persoană are dreptul să formuleze in scris și motivat, la OSIM, o cerere de revocare a brevetului de invenție, in termen de 6 luni de la publicarea mențiunii hotărârii de acordare a acesteia

RO 125831 Β1

Invenția se referă ia un material compozit tip Al-bazalt sinterizat și la un procedeu de obținere a acestuia.

Compozitele Al-bazalt sunt materiale alcătuite dintr-o matrice metalică, formată din aluminiul, iar materialul de armare este bazaltul. Aceste materiale sunt ușor de procurat, la un preț acceptabil.

Este cunoscută, din documentul JPH 1121640 A, o metodă de producere a unui material compozit cu matrice de aluminiu, fier turnat sau aliaje ale acestora și granule pulverizate de rocă, în particular, din bazalt, adăugate în proporție volumică de minimum 50% și cu granulația de circa 5 mm sau mai mare, prin topirea metalului și vibrarea amestecului: metal lichid-particule de bazalt, cu eventual adaos de 1% săruri alcaline, și turnare, sub presiune, în forme.

De asemenea, documentul WO 2006/134405 A1 prezintă o metodă de producere a unui compozit tip Al-bazalt, format dintr-o matrice din aluminiu cu fibre din bazalt, micrometrice, prin faze de; dispunere a microfibrelor de bazalt într-un creuzet, dispunerea unui strat de aluminiu solid peste stratul de microfibre din bazalt, aproximativ cu același volum al stratului, topirea, prin încălzire în furnal, a aluminiului, la 800,. .850°C, agitarea topiturii de aluminiu cu fibre din bazalt pentru omogenizare și turnare în formă a amestecului omogenizat și răcirea semifabricatului.

Acest nou material prezintă proprietăți de rezistență la uzură și oxidare, putând fi utilizatîn producerea bucșelor, discurilor, roților dințate. Materialul compozit AI-bazaltînlocuiește oțelul, bronzurile, alamele și materialele ceramice din SiC și SiSiC.

în realizarea acestor tipuri de materiale compozite, se au în vedere unele cerințe fundamentale, impuse, și anume: conservarea maximă a rezistenței componentei de armare, asigurarea unei distribuții corespunzătoare a componentei de armare în matrice; crearea condițiilor de realizare a unei legături rezistente între matrice și componenta de armare.

Materii prime utilizate sunt: pulberea de aluminiu și pulberea de bazalt.

Problema tehnică, obiectivă, pe care o rezolvă invenția, constă în obținerea unui compozit tip Al-bazalt cu grad mare de omogenitate, prin faze tehnologice care să îi confere proprietăți de utilizare îmbunătățite de rezistență la uzură, la compresiune și la rupere.

Procedeul conform invenției, de obținere a unui compozit tip Al-bazalt, rezolvă această problemă tehnica, prin aceea că utilizează un amestec omogenizat, conținând

91.. .50% în greutate pulbere de bazalt cu granulația sub 200 μ m și 8.,.49% pulbere de Al sau și 1...1,5% stearat de zinc, dreptlubrifiant, și este compactat, în matriță, ia 400...600 MPa, prin presare unidirecțională, bidirecțională, izostatică, sau prin vibropresare, și apoi sinterizat în atmosferă de azot sau vid cu încălzire în două trepte termice, la 400°C, pentru eliminarea lubrifianților, știa temperatura iichidus (T_IAI) a aliajului de aluminiu.

Compozitul Al-bazalt, obținut, are în componență 91...50% în greutate particule de pulbere de bazalt cu granulația sub 200 pm, distribuite omogen, care îi conferă o densitate de2400...2600 kg/m³, compactitate C = 84...96%, porozitate P = 4...16%, uzură gravimetrică între 0,35 și 0,7 g, rezistență la rupere R_m = 460 MPa, alungire A = 0,67%, rezistență la compresiune R_c =1300 MPa și duritate medie de 1000 HV.

invenția prezintă avantajul că permite obținerea unui compozit tip Al-bazalt cu grad mare de omogenitate și cu proprietăți de utilizare îmbunătățite de rezistență la uzură, la compresiune și la rupere.

Invenția este prezentată pe larg, în continuare, în legătură și cu figura, care reprezintă schema fluxului tehnologic de obținere a compozitului Al-bazalt, conform invenției.

Procedeul de elaborare a compozitului Al-bazalt, conform invenției, implică prelucrarea pulberilor de aluminiu sau bazalt prin procedee specifice metalurgiei pulberilor în faza de produs finit compozit Al-bazalt.

RO 125831 Β1

Se parcurg următoarele etape (figură): 1 (1) Dozarea în proporții gravimetrice a eelordouă componente: pulbere de aluminiu cu granulația sub 200 pm și a pulberii de bazalt cu granulație sub 200 pm în omogeniza- 3 toare, urmată de omogenizare. Conți nutul de pulbere de bazalt în amestec trebuie să fie de

91...50%. Acestă cerință este necesară pentru obținerea rezistenței la uzură a materialului 5 compozit. Conținutul de pulbere de aluminiu trebuie să fie de 8...49%, pentru ca materialul compozit să prezinte proprietăți de conductivitate termică șl ductilitate. Dacă este necesar, 7 se pot adăuga 1...1,5% stearat de zinc sau parafină, ca lubrifianți, în scopul micșorării coeficientului de frecare între particule, și între particule și matriță. 9

Alimentarea matriței cu materialul pulverulent rezultat în urma omogenizării se face gravimetric, urmărindu-se umplerea completă a cavității matriței. 11 (2) Compactarea materialului pulverulent utilizează ca metode de compactare: presarea unilaterală, bilaterală, izostatlcă, sau vibropresarea. Compactarea se realizează 13 la presiuni de 400...600 MPa.

(3) Sinterizarea materialului compactat se faceîn atmosferă de azot sau vid. Regimul 15 de sinterizare presupune o încălzire a materialului rezultat în urma compactării la temperatura de 400°C, pentru eliminarea, din masa compozitului, a lubrifianților. După 17 eliminarea completă a lubrifianților, se procedează la creșterea temperaturii până la temperatura lichidus (T, _A,) a aliajului de aluminiu. 19 în urma procesării aluminiului șl bazaltului prin procedeele specifice metalurgiei pulberilor, prezentate în figură, se obțin materiale compozite Al-bazalt cu densități 21 p = 2400...2600 kg/m³, compactități C = 84...96% și porozități R - 4... 16%, și cu uzuri gravimetrice între valorile 0,35 și 0,70 g. 23

Claims

3 1. Material compozit tip Al-bazait, cu minimum 50% particule de bazalt distribuite omogen într-o matrice de aluminiu, caracterizat prin aceea că areîn componență 91 ...50%
5 în greutate particule de pulbere de bazalt cu granulația sub 200 pm, distribuite omogen, care îi conferă o densitate de 2400...2600 kg/m³, compactitate C = 84...96%, porozitate
7 P = 4...16%, uzură gravimetrică între 0,35 și 0,7 g, rezistență la rupere R_m = 460 MPa, alungire A = 0,67%, rezistență la compresiune R_c =1300 MPa și duritate medie de 1000 HV.
9 2. Procedeu de obținere a unui material compozit tip ΑΙ-bazalt, dintr-un amestec omogenizat cu minimum 50% particule de bazalt amestecate cu aluminiu, încălzit până la
11 topirea aluminiului, caracterizat prin aceea că amestecul omogenizat, menționat, conține

91.. .50% în greutate pulbere de bazalt cu granulația sub 200 pm și 8...49% pulbere de Al 13 sau și 1..,1,5% stearat de zinc, drept lubrifiant, și este compactat în matriță la

400.. .600MPa, prin presare unidirecțională, bidirecțională, izostatică, sau prin vibropresare,
15 și apoi sinterizat în atmosferă de azot sau vid cu încălzire în două trepte termice, la 400°C, pentru eliminarea lubrifianților, și la temperatura lichidus (T_IAI) a aliajului de aluminiu.