RO130769B1

RO130769B1 - Process for producing a sintered bar semiproduct from metal powders of al-mg-mn-cr-ti alloy

Info

Publication number: RO130769B1
Application number: ROA201400433A
Authority: RO
Inventors: Marian Burada; Vasile Soare; Dumitru Mitrică; Ionuţ Constantin; Adrian Caragea; Daniela Violeta Dumitrescu
Original assignee: Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare - Imnr
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2020-12-30
Also published as: RO130769A2

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unei bare de semifabricat sinterizat din pulberi metalice de aliaj Al-Mg-Mn-Cr-Ti, (aliaj 5083).The invention relates to a process for obtaining a sintered semi-finished bar from Al-Mg-Mn-Cr-Ti metal alloy powders, (alloy 5083).

Proprietățile tehnologice ale aluminiului și ale aliajelor de aluminiu pot fi mult îmbunătățite prin alierea cu elemente durificatoare și prin utilizarea de tehnici moderne de elaborare și deformare plastică. Astfel, alierea aluminiului cu elemente ultraușoare de tipul magneziului crește considerabil rezistența mecanică și anticorozivă a pieselor obținute. Magneziul este un metal cu mare reactivitate chimică și datorită densității mici este greu de asimilat în baia de aluminiu topit. De aceea sunt necesare tehnici noi de elaborare pentru obținerea acestor aliaje în condiții avantajoase din punct de vedere tehnico-economic.The technological properties of aluminum and aluminum alloys can be greatly improved by alloying with hardeners and by using modern techniques of processing and plastic deformation. Thus, the alloying of aluminum with ultra-light elements such as magnesium considerably increases the mechanical and anticorrosive resistance of the obtained parts. Magnesium is a metal with high chemical reactivity and due to its low density is difficult to assimilate in the molten aluminum bath. That is why new elaboration techniques are needed to obtain these alloys in advantageous conditions from a technical-economic point of view.

Aliajele de aluminiu deformabile au o largă utilizare în practică, în industria aeronautică, auto, de construcții, alimentară și în alte domenii industriale. Aliajele deformabile din sistemul Al-Mg-Mn (de exemplu 5083), nu formează faze eutectice, conținând predominant soluții solide și compuși intermetalici înalt finisați. Aliajele cu un conținut de până la 5% Mg nu se pot durifica prin tratament termic, iar cele care conțin peste 5% Mg pot fi durificate prin tratament termic, însă efectul durificării este foarte mic. Aliajul 5083 prezintă o rezistență mecanică ridicată, cu o bună deformabilitate la rece, rezistență la coroziune ridicată și sudabilitate.Deformable aluminum alloys are widely used in practice in the aerospace, automotive, construction, food and other industrial fields. Deformable alloys in the Al-Mg-Mn system (eg 5083) do not form eutectic phases, containing predominantly solid solutions and highly finished intermetallic compounds. Alloys with a content of up to 5% Mg cannot be hardened by heat treatment, and those containing more than 5% Mg can be hardened by heat treatment, but the hardening effect is very small. Alloy 5083 has a high mechanical strength, with good cold deformability, high corrosion resistance and weldability.

Alierea mecanică este una dintre metodele reprezentative ale metalurgiei pulberilor prin care se pot obține aliaje în condiții de omogenitate structurală și compozițională ridicate. Prin această metodă se pot produce materiale cu structuri greu de obținut prin metodele clasice, cum ar fi: faze amorfe, compuși intermetalici la temperatura camerei, alierea de metale nemiscibile, pulberi nanocristaline sau sinteza de carburi sau nitruri la temperaturi joase. în mod uzual, în șarja supusă alierii mecanice se introduc intenționat compuși duri (dispersoizi) pentru a intensifica procesul de măcinare și pentru a obține aliaje cu proprietăți mecanice superioare. Adaosul de alumină sub formă de dispersoid se utilizează des în practică cu rezultate deosebite la îmbunătățirea rezistenței mecanice a aliajului. Un tip de material durificat prin dispersie de oxizi (oxide dispersed strenghtened-ODS) este SAP (Sintered Al Powder/Pulbere de Al sinterizată). Particulele de AI₂O₃ în aliajele SAP prezintă o distribuție largă de mărimi (de la ~10 nm la 1pm). Valori ridicate ale rezistenței la rupere (241 MPa) au fost obținute chiar și la cantități scăzute de dispersoizi (mai puțin de 5,4% voi). Rezistențe de 310-448 MPa se obțin numai în produsele SAP cu un conținut mai mare de 7% voi AI₂O₃ , (N. Hansen, Oxide Dispersion StrenghteninginSinteredAluminumProducts, Metallurgical and Materials Transactions B, Voi. 1, Nr.2, 1970, pag. 545-547).Mechanical alloying is one of the representative methods of powder metallurgy through which alloys can be obtained in conditions of high structural and compositional homogeneity. This method can produce materials with structures difficult to obtain by classical methods, such as: amorphous phases, intermetallic compounds at room temperature, alloying of immiscible metals, nanocrystalline powders or synthesis of carbides or nitrides at low temperatures. Usually, hard compounds (dispersoids) are intentionally introduced into the batch subjected to mechanical alloying to intensify the grinding process and to obtain alloys with superior mechanical properties. The addition of alumina in the form of a dispersoid is often used in practice with outstanding results in improving the mechanical strength of the alloy. One type of oxide dispersed strenghtened-ODS is SAP (Sintered Al Powder). The AI ₂ O ₃ particles in SAP alloys have a wide size distribution (from ~ 10 nm to 1pm). High values of tensile strength (241 MPa) were obtained even at low amounts of dispersoids (less than 5.4% vol). Resistances of 310-448 MPa are obtained only in SAP products with a content higher than 7% vol AI ₂ O ₃ , (N. Hansen, Oxide Dispersion StrenghteninginSinteredAluminumProducts, Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 1, Nr.2, 1970 , pp. 545-547).

Pentru a obține produse finite, pulberile aliate mecanic sunt supuse proceselor de presare și sinterizare. Acestea sunt urmate de extruziune, care constituie un procedeu modern de prelucrare prin deformare plastică a materialelor metalice. Extrudarea din comprimat sinterizat este metoda cea mai utilizată în metalurgia pulberilor. Aliaje de tipul Al-Si-Cu-Mg și Al-Fe-Co au fost studiate pentru utilizarea la construcția pistoanelor de motoare auto. Piesele au fost obținute prin extrudare la cald din pulberi aliate mecanic și solidificate rapid, (US 4643780 A). Rezultatele au indicat o rezistență la cald (300°C) mult superioară produselor turnate (aproximativ 400 MPa). De asemenea, piese obținute din aliaj AL-Mg-Li prin aliere mecanică, compactare, sinterizare, extrudare și forjare au prezentat proprietăți mecanice ridicate (rezistența mecanică de până la 620 MPa și alungire de 3%, US 4292079 A). Printr-un alt procedeu (document US 3670542 A) s-a obținut extrudarea cu succes, din pulberi aliate mecanic, a unui aliaj de aluminiu cu 3-5% Mg, 0,2-2,5% C și 0,3-4% O. Rezistența mecanică obținută pentru piesele extrudate a fost de peste 620 MPa, cu o alungire de 6-8%. Profile de aliaj 5083 au fost realizate până în prezent numai din lingou turnat. Rezultatele au evidențiat dificultăți deosebite la prevenirea fisurilor și exfolierii aliajului extrudat. De asemenea rezistenta la coroziune a scăzut considerabil.To obtain finished products, mechanically alloyed powders are subjected to pressing and sintering processes. These are followed by extrusion, which is a modern process for processing plastic deformation of metal materials. Sintered tablet extrusion is the most widely used method in powder metallurgy. Al-Si-Cu-Mg and Al-Fe-Co alloys have been studied for use in the construction of car engine pistons. The parts were obtained by hot extrusion from mechanically alloyed powders and solidified rapidly, (US 4643780 A). The results indicated a heat resistance (300 ° C) much higher than the cast products (approximately 400 MPa). Also, parts obtained from AL-Mg-Li alloy by mechanical alloying, compaction, sintering, extrusion and forging showed high mechanical properties (mechanical strength up to 620 MPa and elongation of 3%, US 4292079 A). By another process (document US 3670542 A) it was obtained the successful extrusion, from mechanically alloyed powders, of an aluminum alloy with 3-5% Mg, 0.2-2.5% C and 0.3-4% O. The mechanical strength obtained for the extruded parts was over 620 MPa, with an elongation of 6-8%. 5083 alloy profiles have so far been made only of cast ingot. The results showed particular difficulties in preventing cracks and exfoliation of the extruded alloy. Corrosion resistance has also decreased considerably.

RO 130769 Β1RO 130769 Β1

Prin documentul EP 0530560 A1 este cunoscut un procedeu pentru producerea unei 1 pulberi de aliaj pe bază de aluminiu de înaltă rezistență, cuprinzând: amestecarea pulberii de Al sau de aliaj de Al cu o pulbere de aliaj Al-T-X, în care T este cel puțin un metal selectat din 3 grupul constând din Cr, Mn, Fe, Co, Mg și Si; X este cel puțin unul selectat din grupul format din Nb, Hf, Ta, La, Ce, Sm, Nd, Zr și Ti și alierea mecanică a amestecului de pulbere format. 5EP 0530560 A1 discloses a process for producing a 1 high strength aluminum alloy powder, comprising: mixing Al or Al alloy powder with an Al-TX alloy powder, wherein T is at least a metal selected from group 3 consisting of Cr, Mn, Fe, Co, Mg and Si; X is at least one selected from the group consisting of Nb, Hf, Ta, La, Ce, Sm, Nd, Zr and Ti and the mechanical alloy of the powder mixture formed. 5

De asemenea, documentul WO 2010091704 A prezintă o metodă de producere a unui material compozit care cuprinde un metal și nanoparticule, în special nanotuburi de carbon 7 (CNT), cuprinzând etapele de: amestecare și prelucrare a pulberii metalice și a nanoparticulelor menționate prin aliere mecanică, în care metalul menționat este un metal ușor, în special Al, 9 Mg, Ti sau un aliaj care include unul sau mai multe din aceste metale, precum și Cu sau un aliaj Cu, alierea mecanică fiind realizată folosind o moară cu bile, iar documentul EP 0844311 (A1) 11 prezintă un material rezistent la căldură și un procedeu de obținere a acestuia prin aliere mecanică a unor pulberi de Al și de elemente de aliere: Si, Mg, Zn, Cu, Ni, Ti, cu dimensiunea 13 de maxim 100 pm, și adăugate în proporție de maxim 25% , pentru alierea mecanică fiind folosit ca dispersoid AI₂O₃, cu dimensiunea particulelor de circa 50 pm, adăugat în proporție de 15 7,5-50% procente de greutate.WO 2010091704 A also discloses a method of producing a composite material comprising a metal and nanoparticles, in particular carbon nanotubes 7 (CNT), comprising the steps of: mixing and processing the said metal powder and nanoparticles by mechanical alloying , in which said metal is a light metal, in particular Al, 9 Mg, Ti or an alloy comprising one or more of these metals, as well as Cu or a Cu alloy, the mechanical alloy being made using a ball mill, and EP 0844311 (A1) 11 discloses a heat-resistant material and a process for obtaining it by mechanical alloying of Al powders and alloying elements: Si, Mg, Zn, Cu, Ni, Ti, with a size of 13 maximum 100 pm, and added in a proportion of maximum 25%, for mechanical alloying being used as dispersoid AI ₂ O ₃ , with particle size of about 50 pm, added in proportion of 15 7.5-50% by weight.

Mai este cunoscut și documentul JPS 6439341 (A), care prezintă un procedeu de 17 producere a unui aliaj Al-Si cu rezistență excelentă și capacitate de deformare plastică, obținut prin sinterizare a pulberilor din aliaj Al-Si-Μη obținute prin metalurgia pulberilor, produsul final 19 fiind obținut printr-o metodă de extrudare a pulberilor, forjarea pulberilor, etc.Also known is JPS 6439341 (A), which discloses a process for producing an Al-Si alloy with excellent strength and plastic deformation capacity, obtained by sintering Al-Si-Μη alloy powders obtained by powder metallurgy, the final product 19 being obtained by a method of powder extrusion, powder forging, etc.

Problema tehnică obiectivă pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui semi- 21 fabricat tip bară din aliaj de Al-Mg-Mn-Cr-Ti folosind alierea mecanică, astfel încât semifabricatul obținut să aibă caracteristici mecanice superioare de rezistență și tenacitate. 23The objective technical problem solved by the invention consists in the realization of a semi-manufactured bar-type alloy of Al-Mg-Mn-Cr-Ti using mechanical alloy, so that the obtained semi-finished product has superior mechanical characteristics of resistance and toughness. 2. 3

Procedeul conform invenției rezolvă această problemă tehnică prin aceea că pentru obținerea unui aliaj de aluminiu de tip 5083 ranforsat cu dispersoid de alumină (ODS), prin 25 procesele de aliere mecanică, presare, sinterizare și extrudare, este realizat mai întâi un amestec de pulberi de Al, Mg, Mn, Ti, Cr, în proporții corespunzătoare compoziției aliajului, care 27 este măcinat în incinta unei mori de mare energie în atmosferă inertă de Ar, cu o cantitate de pulbere de AI₂O₃ având rol de dispersoid, până la obținerea pulberii de aliaj Al-Mg-Mn-Cr-Ti, 29 presarea unidirecțională la cald a acesteia în amestec cu 1% gr. acid stearic pentru lubrifiere, efectuată cu o forță de 6 tf, sinterizarea comprimatului la o temperatură de 550°C timp de 3 ore 31 și extrudarea la cald a semifabricatului sinterizat, extrudare realizată la 450°C, cu o forță de presare de 25tf și un unghi de presare de 45°, cu reducerea diametrului de la 30 mm la 8 mm, 33 în 2...4 trepte, în vederea obținerii unei bare cu rezistența mecanică de 420...450 Mpa și alungirea relativă de 7...10%. 35The process according to the invention solves this technical problem in that in order to obtain an aluminum alloy type 5083 reinforced with alumina dispersoid (ODS), through the processes of mechanical alloying, pressing, sintering and extrusion, a mixture of powder is first made. Al, Mg, Mn, Ti, Cr, in proportions corresponding to the composition of the alloy, which 27 is ground in a high-energy mill in an inert atmosphere of Ar, with an amount of Al ₂ O ₃ powder acting as a dispersoid, up to obtaining Al-Mg-Mn-Cr-Ti alloy powder, 29 unidirectional hot pressing of it in mixture with 1% gr. stearic acid for lubrication, performed with a force of 6 tf, sintering the tablet at a temperature of 550 ° C for 3 hours 31 and hot extrusion of the sintered semi-finished product, extrusion performed at 450 ° C, with a pressing force of 25tf and a pressing angle of 45 °, with the reduction of the diameter from 30 mm to 8 mm, 33 in 2 ... 4 steps, in order to obtain a bar with a mechanical resistance of 420 ... 450 Mpa and the relative elongation of 7 .. .10%. 35

Procedeul conform invenției, de obținere a unui semifabricat sinterizat din aliaj de aluminiu 5083 prin aliere mecanică, sinterizare, presare și extrudare prezintă următoarele 37 avantaje:The process according to the invention for obtaining a sintered semi-finished product of aluminum alloy 5083 by mechanical alloying, sintering, pressing and extrusion has the following 37 advantages:

- permite obținerea de aliaj cu un conținut ridicat de elemente reactive; 39- allows to obtain an alloy with a high content of reactive elements; 39

- adaosul de Mg sau Ti la elaborarea de aliaje de aluminiu, prin topire în cuptor, se realizează cu utilizarea de fluxuri de protecție speciale, alierea mecanică fiind desfășurată în 41 sistem închis și controlat, (comparativ cu metoda de elaborare prin topire directă);- the addition of Mg or Ti to the elaboration of aluminum alloys, by melting in the furnace, is done with the use of special protection fluxes, the mechanical alloy being carried out in a closed and controlled system (compared to the method of elaboration by direct melting);

- aliajele obținute prin aliere mecanică sunt ranforsate cu dispersoizi ceramici de 43 dimensiuni mici (nanometrici), în cantități variate și în mod uniform, comparativ cu obținerea de materiale compozite prin topire, care prezintă dificultăți importante odată cu micșorarea 45 dimensiunii ranforsării, dispersarea acesteia in matrice fiind neuniformă;- alloys obtained by mechanical alloying are reinforced with ceramic dispersions of 43 small dimensions (nanometric), in various quantities and evenly, compared to obtaining composite materials by melting, which present significant difficulties with the reduction of the reinforcement size 45, its dispersion in the matrix being uneven;

- alierea mecanică permite obținerea de faze nano sau cvasi cristaline, dificil de obținut 47 prin procedeele clasice, iar finisarea structurii îmbunătățește substanțial proprietățile mecanice ale aliajului; 49- mechanical alloying allows to obtain nano or quasi-crystalline phases, difficult to obtain 47 by classical processes, and the finishing of the structure substantially improves the mechanical properties of the alloy; 49

RO 130769 Β1RO 130769 Β1

- prin extrudarea produselor sinterizate din aliaj 5083 aliat mecanic și cu adaos de agent dispersoid (AI₂O₃) se pot obține produse cu caracteristici mecanice superioare produselor din aliaj clasic 5083; aceasta se datorează efectului de frânare a curgerii materialului, sub influența forței de deformare, exercitat de particulele dure de agent dispersoid aflate la marginea limitelor de grăunte și în interiorul grăunților.- by extruding sintered products from 5083 mechanical alloy and with the addition of dispersoid agent (AI ₂ O ₃ ), products with mechanical properties superior to conventional 5083 alloy products can be obtained; this is due to the braking effect of the material flow, under the influence of the deformation force, exerted by the hard particles of dispersoid agent located at the edge of the grain boundaries and inside the grains.

Invenția este prezentată pe larg în continuare în legătură cu două exemple de realizare.The invention is presented in detail below in connection with two embodiments.

Conform procedeului propus, aliajul de aluminiu ranforsat cu dispersoizi se realizează prin aliere mecanică din pulberi elementare pure (Al, Mg, Mn, Cr, Ti) și pulberi ceramice (AI₂O₃). Pulberile cântărite și dozate se introduc în incintele de măcinare împreună cu agentul de control al procesului (metanol) și bilele de măcinare. Incintele de măcinare suntînchise etanș și purjate cu argon prin intermediul unor ventile de aerare speciale. Incintele de măcinare sunt fixate în postul de măcinare de pe platanul central al morii planetare și se începe procesul propriu zis de aliere mecanică. După expirarea timpului de măcinare, incintele se răcesc la temperatura camerei și se deschid în atmosferă controlată, pentru a preveni aprinderea pulberilor. Pulberile aliate mecanic se separă de bilele morii prin sitare și se stochează în recipiente vidate sau în atmosferă inertă.According to the proposed process, the aluminum alloy reinforced with dispersoids is made by mechanical alloying of pure elemental powders (Al, Mg, Mn, Cr, Ti) and ceramic powders (AI ₂ O ₃ ). Weighed and metered powders are introduced into the grinding chambers together with the process control agent (methanol) and the grinding balls. The grinding chambers are sealed and purged with argon by means of special aeration valves. The grinding chambers are fixed in the grinding station on the central plane of the planetary mill and the actual mechanical alloying process begins. After the grinding time has elapsed, the enclosures are cooled to room temperature and opened in a controlled atmosphere to prevent the powders from igniting. The mechanically alloyed powders are separated from the mill balls by sieving and stored in vacuum containers or in an inert atmosphere.

Procesul de presare se efectuează pe o presă unidirecțională și se desfășoară în atmosferă inertă. Pereții matriței de presare se acoperă în prealabil cu un lubrifiant compus din acid stearic și alcool tehnic (5 g/100 ml). Procesul de presare are loc la temperatura camerei, iar probele obținute sunt cântărite pentru determinări de porozitate. Sinterizarea comprimatelor de aliaj are loc într-un cuptor prevăzut cu atmosferă inertă, după un ciclu specific sinterizării aliajelor de aluminiu. Comprimatele se încălzesc la aproximativ 400°C timp de 20 minute pentru a elimina substanțele volatile. Temperatura se ridică apoi la 550-620°C pentru sinterizare, timp de 1 ...5 ore. După răcirea în cuptor, șarja se extrage și se prelucrează mecanic pentru operația următoare de extrudare.The pressing process is performed on a unidirectional press and takes place in an inert atmosphere. The walls of the press mold are previously covered with a lubricant composed of stearic acid and technical alcohol (5 g / 100 ml). The pressing process takes place at room temperature, and the samples obtained are weighed for porosity determinations. The sintering of the alloy tablets takes place in a furnace provided with an inert atmosphere, after a specific cycle of sintering the aluminum alloys. The tablets are heated at about 400 ° C for 20 minutes to remove volatile substances. The temperature is then raised to 550-620 ° C for sintering for 1 ... 5 hours. After cooling in the oven, the batch is extracted and mechanically processed for the next extrusion operation.

Comprimatele sinterizate se prelucrează prin strunjire la un diametru de 30 mm și o înălțime de 20 mm. încălzirea probelor la temperatura de lucru se efectuează într-un cuptor electric în aer. Timpul de încălzire a probelor este de 30 min. După montarea ansamblului de extrudare pe batiul presei, acesta se încălzește la o temperatură de cca. 200°C prin radiație. Lubrifiantul se aplică în zona de lucru a matriței, pe peretele interior al containerului și pe poansonul presei, prin pulverizare sau cu pensula. Comprimatul sinterizat, încălzit la temperatura de lucru, este introdus în containerul presei, cu începerea procesului de extrudare prin coborârea poansonului și aplicarea graduală a forței de presare asupra materialului. Materialul extrudat se prelucrează mecanic prin tăiere și strunjire.The sintered tablets are processed by turning to a diameter of 30 mm and a height of 20 mm. the samples are heated to working temperature in an electric oven in the air. The heating time of the samples is 30 min. After mounting the extrusion assembly on the press frame, it is heated to a temperature of approx. 200 ° C by radiation. The lubricant is applied to the working area of the mold, to the inner wall of the container and to the punch of the press, by spraying or with a brush. The sintered tablet, heated to working temperature, is introduced into the press container, with the beginning of the extrusion process by lowering the punch and gradually applying the pressing force on the material. The extruded material is machined by cutting and turning.

Se dau in continuare două exemple de aplicare a procedeului conform invenției:The following are two examples of application of the process according to the invention:

Exemplul 1: Pentru realizarea unei șarje de aliaj 5083 ranforsat cu 5% dispersoid ceramic, se utilizează un amestec de pulberi de Al (Alfa Aesar, 40-400 pm), Mg (Merk,< 100 pm), Mn (Merk, 100 pm), Ti (Alfa Aesar, 40 pm), Cr (Merk, <100 pm) și AI₂O₃ (Sigma Aldrich, 10 pm) în proporție specifică, dată de compoziția aliajului 5083 (4,9% Mg; 1% Mn; 0,25% Cr; 0,15% Ti; în rest- Al) și adaosul de dispersoid (5% AI₂O₃). Amestecul de pulberi se introduce în incinte de măcinare, împreună cu 1 ml metanol, sub atmosferă inertă (Ar), cu un raport masic bile/șarjă de 10/1, acționate de o moară planetară de mare energie (Retsch PM - 400). Alierea mecanică are loc sub atmosferă inertă, timp de 8 ore.Example 1: To make a batch of 5083 alloy reinforced with 5% ceramic dispersoid, a mixture of Al (Alpha Aesar, 40-400 pm), Mg (Merk, <100 pm), Mn (Merk, 100 pm) powders is used. ), Ti (Alpha Aesar, 40 pm), Cr (Merk, <100 pm) and AI ₂ O ₃ (Sigma Aldrich, 10 pm) in specific proportion, given by the composition of alloy 5083 (4.9% Mg; 1% Mn ; 0.25% Cr; 0.15% Ti; in the rest- Al) and the addition of dispersoid (5% AI ₂ O ₃ ). The powder mixture is introduced into grinding chambers, together with 1 ml of methanol, under an inert atmosphere (Ar), with a mass ball / charge ratio of 10/1, driven by a high energy planetary mill (Retsch PM - 400). The mechanical alloying takes place under an inert atmosphere for 8 hours.

Pulberea de aliaj 5083-ODS este compactată cu o presă unidirecțională la 6tf, cu un adaos de lubrifiant (acid stearic) de până la 1%. Sinterizarea comprimatului este realizată sub atmosferă inertă, la o temperatură de 550°C, timp de 3 ore. Comprimatul obținut în stare de presat/sinterizat are o densitate aparentă de 2,33 g/cm³.The 5083-ODS alloy powder is compacted with a one-way press at 6tf, with an addition of lubricant (stearic acid) of up to 1%. Sintering of the tablet is performed under an inert atmosphere at a temperature of 550 ° C for 3 hours. The pressed / sintered tablet has an apparent density of 2.33 g / cm ³ .

RO 130769 Β1RO 130769 Β1

Procesul de extrudare a comprimatelor sinterizate are loc la cald (450°C), cu o forță de 1 presare de 25 tf, pentru trecerea de la un diametru de 30 mm la 8 mm în 2 trepte. Unghiul de presare este de 45 de grade. Bara de aliaj 5083 extrudat în 2 trepte, cu un conținut de 5% dis- 3 persoid ceramic prezintă o rezistență mecanică de circa 420MPa, la o alungire relativă de 9%.The process of extruding the sintered tablets takes place hot (450 ° C), with a pressing force of 25 tf, for the transition from a diameter of 30 mm to 8 mm in 2 steps. The pressing angle is 45 degrees. The 5083 extruded alloy bar in 2 steps, with a content of 5% dis- 3 ceramic persoid has a mechanical strength of about 420MPa, at a relative elongation of 9%.

Exempul 2. Pulberi elementare de Al (Alfa Aesar, 40-400 pm), Mg (Merk,< 100 pm), 5 Mn (Merk, 100 pm), Ti (Alfa Aesar, 40 pm), Cr (Merk, < 100 pm) și AI₂O₃ (Sigma Aldrich, 10 pm) sunt introduse într-o moară planetară de mare energie Retsch PM - 400, sub atmosferă inertă. 7Example 2. Elemental powders of Al (Alpha Aesar, 40-400 pm), Mg (Merk, <100 pm), 5 Mn (Merk, 100 pm), Ti (Alpha Aesar, 40 pm), Cr (Merk, <100 pm) pm) and AI ₂ O ₃ (Sigma Aldrich, 10 pm) are introduced into a high energy planetary mill Retsch PM - 400, under an inert atmosphere. 7

Compoziția șarjei se calculează funcție de compoziția aliajului 5083 (4,9% Mg; 1% Mn; 0,25% Cr; 0,15% Ti; rest Al) cu adaos de 10% dispersoid (AI₂O₃). 9The composition of the batch is calculated according to the composition of the 5083 alloy (4.9% Mg; 1% Mn; 0.25% Cr; 0.15% Ti; residue Al) with the addition of 10% dispersoid (AI ₂ O ₃ ). 9

Alierea mecanică s-a realizat timp de 8 ore, cu un raport bile/pulbere de 10/1 și adaos de 1 ml metanol. Presarea pulberilor de aliaj obținute se realizează unidirecțional cu o forță de 11 6 tf si cu un adaos de 1% acid stearic, sub formă de lubrifiant.The mechanical alloying was performed for 8 hours, with a ball / powder ratio of 10/1 and the addition of 1 ml of methanol. The pressing of the obtained alloy powders is performed unidirectionally with a force of 11 6 tf and with an addition of 1% stearic acid, in the form of lubricant.

După sinterizarea la o temperatură de 550°C, timp de 3 ore, se obține un comprimat cu 13 densitate aparentă de 2,32 g/cm³.After sintering at 550 ° C for 3 hours, a tablet with an apparent density of 2.32 g / cm ³ is obtained.

Comprimatul sinterizat rezultat, cu diametrul de 30 mm, este extrudatîn 4 trepte la cald, 15 la o temperatură de 450°C, cu o forță de presare de 25 tf și unghi de presare de 45 de grade, pentru a produce o bară extrudată de 08 mm. Bara de aliaj 5083 extrudat în 4 trepte cu un 17 conținut de 10% dispersoid prezintă o rezistență mecanică de circa 480 MPa și alungire relativă de 7%. 19The resulting sintered tablet, 30 mm in diameter, is extruded in 4 hot stages, 15 at a temperature of 450 ° C, with a pressing force of 25 tf and a pressing angle of 45 degrees, to produce an extruded bar of 08 mm. The 5083 4-step extruded alloy bar with a 17 10% dispersoid content has a mechanical strength of about 480 MPa and a relative elongation of 7%. 19

Claims

1 Claim

3 Process for obtaining a sintered semi-finished bar from metal alloy powders

Al-Mg-Mn-Cr-Ti, (alloy 5083), by the steps of making a mixture of Al, Mg, Mn, 5 Ti, Cr powders, in proportions corresponding to the composition of the alloy, grinding in a high-energy mill in an inert atmosphere of Ar, with an amount of Al ₂ O ₃ powder having the role of dispersoid, 7 until obtaining the Al-Mg-Mn-Cr-Ti alloy powder, unidirectional pressing of the alloy powder mixed with 1% of mass of powder lubricant alcoholic solution of stearic acid (5g / 100ml), 9 sintering of the tablet and extrusion of the sintered tablet, characterized in that the pressing is performed with a pressure of 6tf, sintering is performed at 550 ° C for 3 hours 11 in the atmosphere inert (Ar) and to obtain a bar with a mechanical strength of 420 ... 450 MPa and the relative elongation of 7 ... 10%, the sintered semi-finished product is hot extruded at 450 ° C with a pressing force of 25 tf and a pressing angle of 45 °, with the reduction of the diameter from 30 mm to 8 mm, in 2 ... 4 steps.