RU2410198C1 - Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой - Google Patents
Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410198C1 RU2410198C1 RU2009116295/02A RU2009116295A RU2410198C1 RU 2410198 C1 RU2410198 C1 RU 2410198C1 RU 2009116295/02 A RU2009116295/02 A RU 2009116295/02A RU 2009116295 A RU2009116295 A RU 2009116295A RU 2410198 C1 RU2410198 C1 RU 2410198C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- aluminum
- gas
- hot
- heat treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения композиционных материалов, содержащих интерметаллиды алюминия. Предложен способ получения композиционных изделий газостатической обработкой, включающий формирование заготовки, состоящей из основного металла и алюминия, горячее уплотнение заготовки в газостате и последующую термообработку. Заготовку формируют путем размещения алюминия в виде вставок в полостях основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, a горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов. Во втором варианте осуществления способа заготовку формируют путем совместной намотки листов одинаковой ширины основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, и алюминия, горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов. Упрощается технология изготовления за счет использования вставок из алюминия, располагаемых в полостях основного металла, образующего интерметаллид с алюминием. 2 н. и 8 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к способу получения композиционных материалов и может быть использовано для получения изделий, содержащих интерметаллидные соединения металлов, образующих исходную заготовку.
Аналогом заявляемого технического решения является способ изготовления композиционных материалов, содержащих Аl и Ti (пат. №2038192 C1, B22F 3/14, С22С 1/04 от 03.13.1992 г.). Согласно способу порошки Ti, плакированные Аl, подвергают холодному компактированию и последующему горячему прессованию при температурах ниже температуры плавления Аl с получением изделия из алюминида титана.
Недостатком способа является повышенное содержание кислорода за счет высокой удельной поверхности порошка и, следовательно, относительно низкие механические свойства получаемого композиционного материала. Наиболее близко к предлагаемому изобретению относится «Способ получения материала на основе легированного интерметаллического соединения» пат. №2119846 C1, B22F 3/14, B22F 3/24 от 01.21.1994 г., согласно которому смешивают легированные интерметаллидные порошки на основе алюминидов титана разной зернистости и состава, уплотняют их в газостате при давлении 100…300 МПа и температуре 1000…1150°С и затем термообрабатывают. При газостатической обработке происходит твердофазное спекание порошков.
Основным недостатком способа является сложность и трудоемкость изготовления, включающего вакуумную выплавку составов, их распыление, классификацию по размерам частиц, взвешивание необходимых количеств порошков и их тщательное перемешивание, засыпку порошков в капсулы, последующее компактирование в газостате, термообработку и механическую обработку, в результате чего стоимость изделий оказывается высокой.
Предлагаемое изобретение позволяет получить технический результат в виде снижения трудоемкости, стоимости и упрощения технологии производства изделий из композиционных материалов, содержащих интерметаллиды.
Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе получения композиционных изделий газостатической обработкой, включающем формирование заготовки, состоящей из основного металла и алюминия, горячее уплотнение заготовки в газостате и последующую термообработку, заготовку формируют путем размещения алюминия в виде вставок в полостях основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, a горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов, при этом на поверхность алюминиевых вставок наносят, по меньшей мере, одно покрытие из Cr, В, Mn, V, Со, Zr, Y, Mo, Nb, Hf, Ta, W, а также после горячего уплотнения заготовку подвергают горячей пластической деформации, при этом после термообработки изделия типа колец запрессовывают в детали из конструкционных материалов. Кроме того, в предлагаемом способе получения композиционных изделий газостатической обработкой заготовку формируют путем совместной намотки листов одинаковой ширины основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, и алюминия, горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов, при этом после горячего уплотнения заготовку подвергают пластической деформации, а также заготовку размещают в тонкостенной капсуле, внутренняя часть которой имеет покрытие из окислов или нитридов, и подают в газостат, после горячего уплотнения или термообработки капсулу удаляют, кроме того, после термообработки изделия типа колец запрессовывают в детали из конструкционных материалов.
Предложенный способ получения композиционных изделий поясняется примерами.
Пример 1. Исходная заготовка состоит из трубы из стали 1X13, внутри которой размещена ступенчатая втулка из стали 3, приваренная к трубе со стороны нижнего торца. В полости между трубой и втулкой установлена кольцевая вставка из алюминия. С верхнего торца кольцо прикрыто крышкой из стали 3. Заготовка подается в камеру газостата, производится ее нагрев в вакууме до температуры 680…700°С и выдержка при этой температуре 10…15 минут для выравнивания температуры по сечению заготовки. После этого производится подача рабочего газа (аргона или азота) в камеру газостата, последующее повышение температуры до 1220°С, выдержка при этой температуре и давлении до 200 МПа. В результате чего происходит жидкофазное взаимодействие основного металла с Аl с образованием алюминидов. Состав образующихся алюминидов определяется толщиной Аl, температурой обработки и временем выдержки. Наличие хрома в составе стали, способствует повышению пластичности образующегося алюминида железа (Fe3Al) и позволяет отказаться от нанесения хромового покрытия на границе раздела заготовки и вставки.
После газостатической обработки заготовка подвергается горячей пластической деформации (раскатке) при температуре до 1200°С, в результате которой происходит увеличение диаметра заготовки и измельчение крупнокристаллической литой структуры. После термообработки и механической обработки получают биметаллическую втулку с внутренним слоем из высокотвердого и износостойкого алюминида, имеющего повышенные пластические характеристики при комнатной температуре.
Пример 2. Пакет из листов Ni толщиной 0,3 мм и Аl толщиной 0,1 мм плотно сворачивают в виде спирали и размещают в тонкостенной капсуле из стали 3, покрытой со стороны спирали окисью алюминия толщиной 0,1…0,2 мм. Капсула вакуумируется, герметизируется и подается в газостат. Производится закачка инертного газа и одновременный нагрев капсулы до температуры 620…640°С, при которой осуществляется выдержка. Благодаря давлению газа происходит обжатие капсулы и уплотнение спирали. Наличие оксидного покрытия внутри капсулы препятствует взаимодействию материалов спирали и капсулы. После газостатической обработки при температуре 1200°С и давлении до 200 МПа, термообработки, механического удаления капсулы получают втулку из Ni3Al, которая может эксплуатироваться при повышенных температурах и контактных давлениях. Благодаря запрессовке втулки в гильзу, она работает в условиях сжатия, что приводит к повышению ее работоспособности.
Предлагаемое изобретение позволяет:
- упростить технологию, снизить трудоемкость и стоимость изготовления изделий из композиционных материалов, содержащих алюминиды,
- получить композиционное изделие, содержащее алюминид с требуемыми свойствами и требуемого состава,
- получить изделие, состоящее из однородного алюминида, свойства которого определяются режимом газостатической обработки, последующей пластической деформацией и термообработкой,
- повысить качество изделий за счет расположения А1 в основном металле в виде вставок, что существенно сокращает количество окислов и адсорбированных соединений за счет снижения поверхности по сравнению с порошковым вариантом,
- повысить работоспособность изделий,
так как в предложенном способе получения композиционных изделий газостатической обработкой, включающем формирование заготовки, состоящей из основного металла и алюминия, горячее уплотнение заготовки в газостате и последующую термообработку, заготовку формируют путем размещения алюминия в виде вставок в полостях основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, а горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов, при этом на поверхность алюминиевых вставок наносят, по меньшей мере, одно покрытие из Cr, В, Mn, V, Со, Zr, Y, Mo, Nb, Hf, Та, W, а также после горячего уплотнения заготовку подвергают горячей пластической деформации, при этом после термообработки изделия типа колец запрессовывают в детали из конструкционных материалов. Кроме того, в предлагаемом способе получения композиционных изделий газостатической обработкой заготовку формируют путем совместной намотки листов одинаковой ширины основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, и алюминия, горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов, при этом после горячего уплотнения заготовку подвергают пластической деформации, а также заготовку размещают в тонкостенной капсуле, внутренняя часть которой имеет покрытие из окислов или нитридов, и подают в газостат, после горячего уплотнения или термообработки капсулу удаляют, кроме того, после термообработки изделия типа колец запрессовывают в детали из конструкционных материалов.
Claims (10)
1. Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой, включающий формирование заготовки, состоящей из основного металла и алюминия, горячее уплотнение заготовки в газостате и последующую термообработку, отличающийся тем, что заготовку формируют путем размещения алюминия в виде вставок в полостях основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, а горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поверхность алюминиевых вставок наносят по меньшей мере одно покрытие из Cr, В, Mn, V, Со, Zr, Y, Mo, Nb, Hf, Та, W.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после горячего уплотнения заготовку подвергают горячей пластической деформации.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после термообработки изделия типа колец запрессовывают в детали из конструкционных материалов.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что после термообработки изделия типа колец запрессовывают в детали из конструкционных материалов.
6. Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой, включающий формирование заготовки, состоящей из основного металла и алюминия, горячее уплотнение заготовки в газостате и последующую термообработку, отличающийся тем, что заготовку формируют путем совместной намотки листов одинаковой ширины основного металла, выбранного из Fe, Ni, Ti, Nb, Zr, Ru, и алюминия, горячее уплотнение заготовки ведут с обеспечением жидкофазного взаимодействия основного металла с алюминием с образованием интерметаллидного соединения на основе алюминидов.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что после горячего уплотнения заготовку подвергают горячей пластической деформации.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что заготовку размещают в тонкостенной капсуле, внутренняя часть которой имеет покрытие из окислов или нитридов, и подают в газостат.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что после горячего уплотнения или термообработки капсулу удаляют.
10. Способ по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что после термообработки изделия типа колец запрессовывают в детали из конструкционных материалов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116295/02A RU2410198C1 (ru) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116295/02A RU2410198C1 (ru) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009116295A RU2009116295A (ru) | 2010-11-10 |
RU2410198C1 true RU2410198C1 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=44025649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009116295/02A RU2410198C1 (ru) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410198C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469119C1 (ru) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Жаропрочный материал на основе ниобия и способы его получения |
-
2009
- 2009-04-30 RU RU2009116295/02A patent/RU2410198C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469119C1 (ru) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Жаропрочный материал на основе ниобия и способы его получения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009116295A (ru) | 2010-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3992200A (en) | Method of hot pressing using a getter | |
US4050143A (en) | Method of producing dense metal tubes or the like | |
JP6279559B2 (ja) | 金属製るつぼ及びその形成方法 | |
US20060285990A1 (en) | Process for the production of a molybdenum alloy | |
US5445787A (en) | Method of extruding refractory metals and alloys and an extruded product made thereby | |
US4150196A (en) | Method of producing tubes or the like and capsule for carrying out the method as well as blanks and tubes according to the method | |
RU2410198C1 (ru) | Способ получения композиционных изделий газостатической обработкой | |
US4140528A (en) | Nickel-base superalloy compacted articles | |
Schumann et al. | The effects of ball milling and the addition of blended elemental aluminium on the densification of TiH2 power | |
US9199308B2 (en) | Method of producing composite articles and articles made thereby | |
US5427736A (en) | Method of making metal alloy foils | |
US20110052441A1 (en) | Method and device for hot isostatic pressing of alloyed materials | |
EP3530383B1 (en) | A method of manufacturing an austenitic iron alloy | |
KR100425872B1 (ko) | 내열성성형품의제조방법 | |
Wang et al. | Study on direct hot isostatic pressing technology for superalloy Inconel 625 | |
JPS62224602A (ja) | アルミニウム合金焼結鍛造品の製造方法 | |
JP2012511629A (ja) | 焼結された金属部材を製造するための半製品、半製品の製造方法並びに部材の製造 | |
JP2006342374A (ja) | 金属及び合金焼結体の製造方法 | |
JPH1112758A (ja) | サーメット焼結体被覆金属部品及びその製造方法 | |
RU2797473C1 (ru) | Способ изготовления изотропного титаноматричного композиционного материала | |
RU2822495C1 (ru) | Способ получения плотного материала из порошка титана | |
JP4384557B2 (ja) | チタンアルミ金属間化合物製精密機械装置用部材の製造方法及び精密機械装置用部材 | |
JPH03215603A (ja) | 高密度チタン合金粉末焼結製品の製造方法 | |
RU2408742C1 (ru) | Способ изготовления композиционных изделий | |
JPS5839704A (ja) | Ni基焼結超合金の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140501 |