RU2192494C2 - Спеченный алюминиевый сплав - Google Patents
Спеченный алюминиевый сплав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192494C2 RU2192494C2 RU98104120A RU98104120A RU2192494C2 RU 2192494 C2 RU2192494 C2 RU 2192494C2 RU 98104120 A RU98104120 A RU 98104120A RU 98104120 A RU98104120 A RU 98104120A RU 2192494 C2 RU2192494 C2 RU 2192494C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- alloy
- sintered
- copper
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Contacts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в приборостроении для изготовления слабонагруженных и ненагруженных деталей, например радиаторов охлаждения полупроводниковых приборов, подошвы электрического утюга и др., а также в качестве электроконтактного материала. Спеченный алюминиевый сплав содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас. %: медь 30-55; алюминий - остальное, и спечен при температуре 500-550oС. Технический результат - удешевление производства спеченного алюминиевого сплава за счет экономии энергии, затрачиваемой на операцию спекания. 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области порошковой металлургии цветных металлов, а именно к способам изготовления спеченных сплавов алюминия с медью.
Известны спеченные алюминиевые сплавы, содержащие медь и другие легирующие элементы, используемые в качестве конструкционных деталей неответственного назначения (Савицкий А.П., Гопиенко В.Г. и др. Технологические процессы получения порошковых алюминиевых материалов. - ЦНИИцветмет экономики и информации. М., 1983, 60 с.).
Из описанных в литературе спеченных алюминиевых сплавов, наиболее близким к заявляемому по составу компонентов является способ изготовления спеченного алюминиевого сплава марки 202АВ фирмы "Алкоа", содержащий 4,0% меди, остальное алюминий до 100% (Савицкий А.П., Гопиенко В.Г. и др. Технологические процессы получения порошковых алюминиевых материалов. - ЦНИИцветмет экономики и информации. М., 1983, 60 с.).
Недостатком спеченного алюминиевого сплава марки 202АВ, как и других спеченных сплавов на основе алюминия, например 601АВ, МД22, являются относительно высокие для алюминия температуры спекания (590-625oС) и достаточно продолжительная выдержка при температуре спекания (0,5-1,0 час).
Задачей предлагаемого изобретения является удешевление производства спеченного алюминиевого сплава за счет экономии энергии, затрачиваемой на операцию спекания.
Техническое решение задачи достигается тем, что известные компоненты спеченного алюминиевого сплава используются в следующем соотношении (мас.%):
Медь - 30-55
Алюминий - Остальное
Предлагаемое решение основано на том, что при диффузионном взаимодействии алюминия и меди вследствие смешения компонентов выделяется тепло (Савицкий А. П. , Емельянова М.А., Бурцев Н.Н. Объемные изменения прессовок Cu-Al при жидкофазном спекании. - Порошковая металлургия, 1982, 5, с. 31-37), которое утилизируется с целью образования жидкой фазы эвтектического состава путем контактного плавления некоторой части исходных компонентов. Второе физическое явление, которое используется в предлагаемом решении, - зависимость знака объемных изменений порошковых тел от направления массопереноса при сплавообразовании, а именно преимущественная диффузия атомов основного компонента (алюминия) в добавку (медь) приводит к уплотнению материала.
Медь - 30-55
Алюминий - Остальное
Предлагаемое решение основано на том, что при диффузионном взаимодействии алюминия и меди вследствие смешения компонентов выделяется тепло (Савицкий А. П. , Емельянова М.А., Бурцев Н.Н. Объемные изменения прессовок Cu-Al при жидкофазном спекании. - Порошковая металлургия, 1982, 5, с. 31-37), которое утилизируется с целью образования жидкой фазы эвтектического состава путем контактного плавления некоторой части исходных компонентов. Второе физическое явление, которое используется в предлагаемом решении, - зависимость знака объемных изменений порошковых тел от направления массопереноса при сплавообразовании, а именно преимущественная диффузия атомов основного компонента (алюминия) в добавку (медь) приводит к уплотнению материала.
Для выбора состава алюминиевого сплава, обеспечивающего использование тепла экзотермической реакции алюминия и меди при спекании, были приготовлены смеси порошков алюминия марки ПА-4 и меди марки ПМА, отличающиеся друг от друга содержанием меди, равным в каждой смеси последовательно (в мас.%): 30; 33; 40; 45; 50; 55, а также содержание алюминия, составляющее дополнительную до 100% часть в каждой смеси.
Из смесей прессовались образцы цилиндрической формы с размерами 10•10 мм и одинаковой исходной пористости 20%, которые затем, находясь в дилатометрической трубке с безокислительной средой, помещались вместе с трубкой в печь, нагретую до 500-550oС.
При температуре среды ниже 500oС реакция образования интерметаллидов практически при любом составе идет медленно, тепло успевает рассеиваться, и температура внутри образца не достигает точки плавления эвтектики (548oС).
Нижний предел содержания меди в смеси, обеспечивающий процесс жидкофазного спекания при 550oС, составляет 15%. При меньшем содержании меди экзоэффект мал, и усадка отсутствует.
Верхний предел содержания меди в смеси составляет 70%. При этом составе основная часть алюминия вступает в реакцию с медью с образованием интерметаллидов на ее основе. Жидкой эвтектики на основе оставшейся части алюминия оказывается недостаточно, чтобы вызвать усадку порошкового тела, каркас которого теперь составляет интерметаллид Cu-Al2.
Пример получения сплава
Примерно через 17 минут после помещения трубки в печь температура внутри образца начинает энергично возрастать, достигая через 1,5 минуты 548oС - температуры контактного плавления системы алюминий - медь. Эта температура, превышающая температуру среды на 48oС, сохраняется в образце в течение более 4 минут.
Примерно через 17 минут после помещения трубки в печь температура внутри образца начинает энергично возрастать, достигая через 1,5 минуты 548oС - температуры контактного плавления системы алюминий - медь. Эта температура, превышающая температуру среды на 48oС, сохраняется в образце в течение более 4 минут.
За время образования эвтектического расплава при 548oС образец претерпевает линейную усадку примерно на 3% за счет перегруппировки частиц алюминия и меди, находящихся в твердом состоянии. В реакцию вступают не все частицы разнородных металлов, а только те, которые имеют хороший металлический контакт вследствие разрушения окисной пленки при прессовании смеси. Однако по мере повышения температуры, до которой нагрета печь, в реакцию контактного плавления вступает все большее количество частиц меди и алюминия, так что при температуре печи выше 550oС образование значительного количества жидкой фазы приводит к потере образцом своей формы. Сплав 33% меди является эвтектическим, и выше 550oС он полностью переходит в жидкое состояние. Таким образом, 550oС является верхним пределом температурного интервала спекания предложенного сплава.
Использование температурного интервала спекания, который в основном лежит ниже точки плавления эвтектики, после исчерпания частиц компонентов, способных к контактному плавлению, позволяет автоматически прерывать процесс жидкофазного спекания, не доводя его до того момента, когда вследствие образования значительного количества расплава образец теряет свою форму.
Испытания на механические свойства показали что сплав, содержащий 30-55 мас. % меди, остальное до 100% алюминий, имеет твердость в пределах 20-60 HRA; прочность на сжатие лежит в интервале 480-42 МПа, прочность на растяжение не превышает 120 МПа. Сплав, как показано на примере состава Аl - 30 мас.% Сu, можно вполне успешно спекать и на воздухе (таблица).
Предложенный сплав не только уменьшает энергозатраты на операции спекания, удешевляя производство спеченных изделий на основе алюминия, но и повышает производительность труда за счет сокращения времени спекания: продолжительность выдержки составляет 3-5 минут, то есть в 10 раз меньше, чем при обычном спекании.
Сплав может быть использован в приборостроении для изготовления слабонагруженных и ненагруженных деталей неответственного назначения, например радиаторов охлаждения полупроводниковых приборов, подошвы электрического утюга и др. Вследствие значительного содержания электропроводной меди спеченный сплав может найти применение в качестве электроконтактного материала .
Claims (1)
- Спеченный алюминиевый сплав, содержащий медь, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %:
Медь - 30-55
Алюминий - Остальное
и спечен при температуре 500-550oС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98104120A RU2192494C2 (ru) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Спеченный алюминиевый сплав |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98104120A RU2192494C2 (ru) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Спеченный алюминиевый сплав |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98104120A RU98104120A (ru) | 1999-12-10 |
RU2192494C2 true RU2192494C2 (ru) | 2002-11-10 |
Family
ID=20203040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98104120A RU2192494C2 (ru) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Спеченный алюминиевый сплав |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2192494C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479787C2 (ru) * | 2007-10-05 | 2013-04-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Парогенерирующее устройство, снабженное гидрофильным покрытием |
-
1998
- 1998-03-05 RU RU98104120A patent/RU2192494C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
САВИЦКИЙ А.П., ГОПИЕНКО В.Г. и др. Технологические процессы получения порошковых алюминиевых материалов. ЦНИИ цветмет экономики и информации. - М., 1983, с.60. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479787C2 (ru) * | 2007-10-05 | 2013-04-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Парогенерирующее устройство, снабженное гидрофильным покрытием |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5037608A (en) | Method for making a light metal-rare earth metal alloy | |
US4483819A (en) | Production of highly capacitive agglomerated valve metal powder and valve metal electrodes for the production of electrolytic capacitors | |
US4032301A (en) | Composite metal as a contact material for vacuum switches | |
US3069759A (en) | Production of dispersion strengthened metals | |
US2254549A (en) | Sintered metal composition | |
US2884688A (en) | Sintered ni-al-zr compositions | |
RU2192494C2 (ru) | Спеченный алюминиевый сплав | |
US3979209A (en) | Ductile tungsten-nickel alloy and method for making same | |
US3503738A (en) | Metallurgical process for the preparation of aluminum-boron alloys | |
US3380820A (en) | Method of making high iron content aluminum alloys | |
US5090999A (en) | Process for the removal of non-ferrous metals from solid ferrous scrap | |
Patchett et al. | Grain refinement of copper by the addition of iron and by electromagnetic stirring | |
US2163224A (en) | Method of production of allots | |
US3150975A (en) | Method of making intermetallic compound-composition bodies | |
FI87239C (fi) | En foerbaettrad metallegering pao basis av koppar, speciellt foer framstaellning av elektroniska komponenter | |
Kehl et al. | Internal or die wall lubrication for compaction of Al powders? | |
US3525609A (en) | Copper alloy material | |
US4179287A (en) | Method for adding manganese to a molten magnesium bath | |
US2854332A (en) | Copper base brazing alloys containing boron and iron | |
US3272603A (en) | Refractory metal composite | |
US3770392A (en) | Molybdenum-base alloys | |
Omori et al. | Partial Phase Diagram of the Ternary System Co–B–Si in the Co-rich Region | |
US3776719A (en) | Method of preparing copper for use in the arcing electrodes of a vacuum circuit interrupter | |
JPS62243726A (ja) | Cu−TiB↓2系複合焼結材 | |
SU1514817A1 (ru) | Лигатура дл получени спеченных сплавов на основе меди |