RU2499066C2 - Method for obtaining composite material from metallic powders with specified physic and mechanical properties - Google Patents
Method for obtaining composite material from metallic powders with specified physic and mechanical properties Download PDFInfo
- Publication number
- RU2499066C2 RU2499066C2 RU2011121366/02A RU2011121366A RU2499066C2 RU 2499066 C2 RU2499066 C2 RU 2499066C2 RU 2011121366/02 A RU2011121366/02 A RU 2011121366/02A RU 2011121366 A RU2011121366 A RU 2011121366A RU 2499066 C2 RU2499066 C2 RU 2499066C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- powders
- composite
- metal
- relative density
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве изделий из порошковых металлических композиционных материалов.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in the manufacture of products from powder metal composite materials.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ получения композиционного материала из металлических порошков с заданным физико-механическим свойством, в котором подбор компонентов для получаемого материала осуществляют исходя из требуемого физико-механического свойства композита, которое определяется составом, свойствами и концентрацией металлических порошков. Например, модуль упругости композиционного материала из металлических порошков (Eком) рассчитывают по формуле «смеси»:
Недостатком прототипа является значительное несоответствие рассчитываемых свойств от экспериментальных данных из-за того, что в известном способе не учитывается форма порошков, их деформационное и напряженное состояния при процессах обработки давлением, объединяющих отдельные порошки в единый композиционный материал, что приводит к увеличению затрат на производство композиционного материала из металлических порошков с заданным физико-механическим свойством.The disadvantage of the prototype is a significant discrepancy between the calculated properties from the experimental data due to the fact that the known method does not take into account the shape of the powders, their deformation and stress state during pressure processing, combining individual powders into a single composite material, which leads to an increase in the cost of manufacturing a composite material from metal powders with a given physical and mechanical property.
Задачей изобретения является снижение затрат на производство композиционных материалов из металлических порошков за счет повышения точности определения заданных физико-механических свойств композитов.The objective of the invention is to reduce the cost of production of composite materials from metal powders by improving the accuracy of determining the specified physical and mechanical properties of composites.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе получения композиционного материала из заданных металлических порошков с заданным физико-механическим свойством, включающем подбор компонентов материала, их смешивание и обработку давлением полученной смеси, отличающийся тем, что подбор компонентов осуществляют из выражения:
Ki - концентрация i-го составляющего (металлического порошка) композиционного материала; i - номер компонента (металлического порошка) композиционного материала (i=1…k), а относительную плотность составляющих (металлических порошков) композиционного материала определяют из условия равенства контактных усилий:
F - площадь контакта соприкосновения частиц составляющих (металлических порошков) композиционного материала, и уравнения плотности композита:
Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо при производстве изделий из порошковых металлических композиционных материалов.The invention has novelty, which follows from a comparison with the prototype, inventive step, since it clearly does not follow from the existing level of technology, is practically feasible in the manufacture of products from powder metal composite materials.
Предлагаемый способ получения композиционных материалов из заданных металлических порошков с заданными физико-механическими свойствами осуществляется следующим образом.The proposed method for producing composite materials from predetermined metal powders with desired physical and mechanical properties is as follows.
Сначала производят подбор компонентов композиционного материала для заданного физико-механического свойства (теплопроводность, удельное электрическое сопротивление, сопротивление пластической деформации, модуль упругости, предел усталости и др.). Отличительной особенностью предлагаемого способа является использование для подбора компонентов величин относительной плотности металлических порошков, составляющих композит, возведенной в степень показателя пористости соответствующего порошка (
Примеры получения композиционных материалов с заданными свойствамиExamples of obtaining composite materials with desired properties
Пример №1. Проверим заданное удельное электрическое сопротивление медно-цинкового композита с Кмеди=0,20, Кцинка=0,80 при относительной плотности композита
Получим
Тогда
Рассчитаем удельное электрическое сопротивление медно-цинкового композита с Kмeди=0,20, Kцинкa=0,80 по формуле «смеси» из способа, выбранного в качестве прототипа изобретения: Rком=Rмеди·Rмеди+Rцинка·Kцинка=0,0172·0,20+0,10·0,80=0,083 Ом·мм2/м. Тогда отклонение расчетной величины по формуле «смеси» от экспериментальной составит:
Таким образом, в предлагаемом способе точность подбора компонентов, исходя из заданного удельного электрического сопротивления для медно-цинкового композита, повышается в
Особенно важным является повышение точности определения заданных физико-механических свойств композитов при прочностных расчетах. Так, например, повышение точности расчета сопротивления пластической деформации позволит использовать оборудование с меньшим усилием, что приведет к снижению затрат на производство изделий из порошковых металлических композиционных материалов.It is especially important to increase the accuracy of determining the specified physicomechanical properties of composites in strength calculations. So, for example, increasing the accuracy of calculating the resistance to plastic deformation will allow the use of equipment with less effort, which will lead to lower costs for the production of powder metal composite materials.
Пример №2. Проверим заданное сопротивление пластической деформации железо-медно-никелевого композита с Kжелеза=0,70, Kмеди=0/20, Kникеля=0,10 при относительной плотности композита
Получим
Получим
Получим
Из эксперимента сопротивление пластической деформации железо-медно-никелевого композита Kжелеза=0,70, Kмеди=0,20, Kникеля=0,10 равно 55 МПа (Кохан Л.С., Коростелев А.Б., Роберов И.Г., Мочалов А.Н. Обработка давлением металлов и заготовок из скомпактированных спеченных металлических порошков. - М.: ВИНИТИ, 2008. - 253 с.). Тогда отклонение расчетной величины от экспериментального значения составит:
Рассчитаем сопротивление пластической деформации железо-медно-никелевого композита с Kжелеза=0,70, Kмеди=0,20, Kникеля=0,10 по формуле «смеси» из способа, выбранного в качестве прототипа изобретения:We calculate the plastic deformation resistance of the iron-copper-nickel composite with K iron = 0.70, K copper = 0.20, K nickel = 0.10 according to the formula "mixture" from the method selected as the prototype of the invention:
Тогда отклонение расчетной величины по формуле «смеси» от экспериментального значения составит:
Таким образом, в предлагаемом способе точность подбора компонентов, исходя из заданного сопротивления пластической деформации для железо-медно-никелевого композита, повышается в
После подбора компонентов производят их смешивание, а затем выполняют обработку давлением полученной смеси.After selecting the components, they are mixed, and then pressure treatment of the resulting mixture is performed.
Claims (1)
где
F - площадь контакта соприкосновения частиц металлических порошков, и уравнения плотности композита:
где
при этом подбор компонентов материала осуществляют с использованием следующей зависимости
где Ском - заданное свойство композиционного материала;
Ci - то же свойство i-го металлического порошка;
ni - показатель пористости частиц i-го металлического порошка;
Ki - концентрация i-го металлического порошка;
i - номер металлического порошка (i=1…k). A method of producing a metal composite material with a given physicomechanical property from predetermined metal powders, including setting the physicomechanical property of the material by selecting components taking into account the preset properties of the powders and their concentration, mixing and pressure processing of the resulting mixture, characterized in that it further determines the relative density metal powders making up a composite material from the condition of equal contact forces:
Where
F is the contact area of the contact of particles of metal powders, and the equation of density of the composite:
Where
wherein the selection of material components is carried out using the following relationship
where C com is a given property of a composite material;
C i is the same property of the i-th metal powder;
n i is an indicator of the porosity of particles of the i-th metal powder;
K i is the concentration of the i-th metal powder;
i is the number of metal powder (i = 1 ... k).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011121366/02A RU2499066C2 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Method for obtaining composite material from metallic powders with specified physic and mechanical properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011121366/02A RU2499066C2 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Method for obtaining composite material from metallic powders with specified physic and mechanical properties |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011121366A RU2011121366A (en) | 2012-12-10 |
RU2499066C2 true RU2499066C2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=49255386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011121366/02A RU2499066C2 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Method for obtaining composite material from metallic powders with specified physic and mechanical properties |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2499066C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2074898C1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-03-10 | Михаил Иванович Доперчук | Copper based composition material and method of its production |
RU2359051C2 (en) * | 2007-06-04 | 2009-06-20 | Институт физики прочности и материаловедения Сибирское отделение Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Charge for antifriction composite material on basis of aluminium and sintered antifriction composite material on basis of aluminium, received with its application |
US20100108254A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-05-06 | Corporation For National Research Initiatives | Tailorable titanium-tungsten alloy material thermally matched to semiconductor substrates and devices |
-
2011
- 2011-05-27 RU RU2011121366/02A patent/RU2499066C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2074898C1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-03-10 | Михаил Иванович Доперчук | Copper based composition material and method of its production |
RU2359051C2 (en) * | 2007-06-04 | 2009-06-20 | Институт физики прочности и материаловедения Сибирское отделение Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Charge for antifriction composite material on basis of aluminium and sintered antifriction composite material on basis of aluminium, received with its application |
US20100108254A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-05-06 | Corporation For National Research Initiatives | Tailorable titanium-tungsten alloy material thermally matched to semiconductor substrates and devices |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕРЕНТ В.Я. Материалы и свойства электрических контактов в устройствах железнодорожного транспорта. - М.: Изд-во Интекст, 2005, с.62. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011121366A (en) | 2012-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Letenneur et al. | Laser powder bed fusion of water-atomized iron-based powders: process optimization | |
Sunil | Repetitive corrugation and straightening of sheet metals | |
Pandey et al. | A theoretical and experimental evaluation of repetitive corrugation and straightening: Application to Al–Cu and Al–Cu–Sc alloys | |
Spierings et al. | Optimization of SLM productivity by aligning 17-4PH material properties on part requirements | |
Chae et al. | Gradient nanostructured tantalum by thermal-mechanical ultrasonic impact energy | |
RU2499066C2 (en) | Method for obtaining composite material from metallic powders with specified physic and mechanical properties | |
Sweidan et al. | Kinetic Monte Carlo simulations of the sintering microstructural evolution in density graded stainless steel fabricated by SPS | |
Facusseh et al. | Study of static recrystallization kinetics and the evolution of austenite grain size by dynamic recrystallization refinement of an eutectoid steel | |
Wu et al. | Cyclic Extrusion Compression Process for Achieving Ultrafine-Grained 5052 Aluminum Alloy with Eminent Strength and Wear Resistance | |
US20210162499A1 (en) | Method for manufacturing sintered member | |
De Souza et al. | Analysis of the tribological behaviour of polymer composite tool materials for sheet metal forming | |
Yamamoto et al. | On the fracture toughness of irradiated F82H: Effects of loss of constraint and strain hardening capacity | |
Ghani et al. | Physical evaluations of Co-Cr-Mo parts processed using different additive manufacturing techniques | |
Voznesenskaya et al. | Optimization of the technological conditions of producing thin sheets and strips from corrosion-resistant VNS9-Sh steel | |
Halfa et al. | Effect of heat treatment on tensile properties and microstructure of Co-Free, Low Ni-10 Mo-1.2 Ti Maraging Steel | |
Naranjo et al. | Rheological and mechanical assessment for formulating hybrid feedstock to be used in MIM & FFF | |
Huang et al. | Effect of grain size on mechanical revolution of pure titanium and die cavity filling rate in hot squeezing mini spur-gear forming process | |
CN105316600B (en) | Valve seat | |
Hossain et al. | Experimental and theoretical investigation of powder–binder mixing mechanism for metal injection molding | |
KR20170000803A (en) | Iron-based sintered alloy and method for producing the same | |
KR20210142551A (en) | Metal powder | |
Abdallah et al. | Are Large Particles of Iron Detrimental to Properties of Powder Metallurgy Steels? | |
CN105234175B (en) | High-strength composite automobile mold guide plate and production process thereof | |
Dobrzański | Goals and contemporary position of powder metallurgy in products manufacturing | |
Paris et al. | Key advantages of high performance lubricants for the manufacturing of powder metallurgy parts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131027 |