RU2633418C2 - Способ изготовления металлического изделия без плавления - Google Patents

Способ изготовления металлического изделия без плавления Download PDF

Info

Publication number
RU2633418C2
RU2633418C2 RU2010126661A RU2010126661A RU2633418C2 RU 2633418 C2 RU2633418 C2 RU 2633418C2 RU 2010126661 A RU2010126661 A RU 2010126661A RU 2010126661 A RU2010126661 A RU 2010126661A RU 2633418 C2 RU2633418 C2 RU 2633418C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
melting
compaction
mixture
metal material
Prior art date
Application number
RU2010126661A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010126661A (ru
Inventor
Эндрю Филип ВУДФИЛД
Эрик Аллен ОТТ
Клиффорд Эрл ШАМБЛЕН
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of RU2010126661A publication Critical patent/RU2010126661A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2633418C2 publication Critical patent/RU2633418C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1295—Refining, melting, remelting, working up of titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/001—Starting from powder comprising reducible metal compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1263—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
    • C22B4/06—Alloys

Abstract

Изобретение относится к изготовлению металлических изделий с использованием способа, при котором металлический материал не подвергается плавлению. Способ изготовления металлического изделия из сплава на основе титана включает подготовку смеси неметаллических соединений-предшественников, содержащих металлические составляющие элементы в тонкоизмельченной форме с максимальным размером менее 100 мкм, в которой содержание титана больше, чем любого другого металлического элемента, химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников для получения исходного металлического материала в виде порошка без плавления исходного металлического материала, причем стадия химического восстановления включает химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников путем восстановления в твердой фазе, путем парофазного восстановления или восстановление оксидов путем электролиза расплавленной соли и уплотнение полученного восстановленного материала для получения уплотненного металлического изделия, без плавления первичного металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия. Изобретение направлено на улучшение механических характеристик изделий из сплавов на основе титана. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к изготовлению металлического изделия с использованием способа, при котором металлический материал не подвергают плавлению.
Металлические изделия изготавливают с использованием любой из известных технологий, которая может оказаться подходящей исходя из характера металла и изделия. В основе известных технологий заложен подход, заключающийся в рафинировании металлосодержащих руд с целью получения расплавленного металла, который затем разливают. Металл рафинируют так, как необходимо, с целью удаления нежелательных элементов или снижения их содержания. Состав рафинированного металла можно также корректировать путем добавления желательных легирующих элементов. Эти операции рафинирования и легирования могут выполняться во время процесса первоначального плавления или же после затвердевания и повторного плавления. После получения металла нужного химического состава он может использоваться в литом виде для некоторых составов сплавов (то есть литейных сплавов), или подвергаться дальнейшей обработке для придания металлу нужной формы для других составов сплавов (то есть деформируемых сплавов). В любом случае возможно применение дополнительной обработки, такой как термообработка, механическая обработка, нанесение покрытий и тому подобное.
Поскольку области применения металлических изделий предъявляют все более жесткие требования, и поскольку познания металлургической науки о взаимосвязях между химическим составом, структурой, обработкой и рабочими характеристиками улучшились, в базовые производственные процессы внесено много усовершенствований. По мере того как каждое ограничение в рабочих характеристиках устраняется за счет улучшения обработки, выявляются другие ограничения рабочих характеристик, которые должны быть устранены. В некоторых случаях ограничения рабочих характеристик легко могут быть устранены, а в других случаях возможность преодолеть ограничения затруднена фундаментальными физическими законами, связанными с производственным процессом и свойствами, изначально присущими металлами. Каждое возможное усовершенствование технологического процесса и связанное с ним улучшение рабочих характеристик сопоставляют со стоимостью внесения изменений в технологию с целью определить, является ли оно экономически оправданным.
В ряде областей сохраняется возможность частичного улучшения рабочих характеристик за счет модификации технологии. Однако авторы изобретения в ходе работы, приведшей к настоящему изобретению, определили, что в иных случаях базовый подход к изготовлению налагает фундаментальные ограничения на рабочие характеристики, которые нельзя преодолеть при разумных затратах. Они признали необходимость в отходе от обычного мышления в области технологии производства, позволяющем преодолеть эти фундаментальные ограничения. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность и позволяет получить соответствующие преимущества.
Настоящее изобретение предлагает способ изготовления металлических изделий, при котором металл не подвергается плавлению.
Настоящее изобретение заключается в следующем:
(1) Способ изготовления металлического изделия из сплава на основе титана, который содержит стадии:
подготовку смеси неметаллических соединений-предшественников, содержащих металлические составляющие элементы в тонкоизмельченной форме с максимальным размером менее 100 мкм, в которой содержание титана больше, чем любого другого металлического элемента;
химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников для получения исходного металлического материала в виде порошка без плавления исходного металлического материала, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму, причем стадия химического восстановления включает химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников путем восстановления в твердой фазе; и
уплотнение исходного металлического материала для получения уплотненного металлического изделия из сплава на основе титана, без плавления исходного металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму.
(2) Способ по (1), в котором стадия подготовки смеси включает операцию подготовки смеси, содержащей соединения-предшественники в виде оксидов металла.
(3) Способ по (1), в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с возможностью получения уплотненного металлического изделия, в котором по существу отсутствует колониальная структура.
(4) Способ по (1), в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с использованием технологии, выбранной из группы, включающей горячее изостатическое прессование, ковку, прессование и спекание и экструзию в металлической оболочке.
(5) Способ по (1), который после стадии уплотнения включает дополнительную стадию формирования металлического изделия.
(6) Способ изготовления металлического изделия, из сплава на основе титана, который содержит стадии:
подготовку прессованной массы смеси оксидов металлических составляющих элементов в тонкоизмельченной форме с максимальным размером менее 100 мкм, в которой содержание титана больше, чем любого другого металлического элемента;
химического восстановления оксидов путем электролиза расплавленной соли с получением губки исходного металлического материала без плавления исходного металлического материала, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму; и
уплотнение полученной губки до получения уплотненного металлического изделия из сплава на основе титана, без плавления исходного металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму,
ультразвуковое выявление дефектов, и при необходимости последующую термообработку,
причем для предотвращения образования колониальной структуры все стадии до ультразвукового исследования проводят при температуре, не превышающей температуру превращения бета-фазы.
(7) Способ по (6), в котором стадия подготовки смеси включает подготовку прессованной массы неметаллических соединений-предшественников, которая имеет большие размеры, чем размеры конечного металлического изделия).
(8) Способ по (6), в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с использованием технологии, выбранной из группы, включающей горячее изостатическое прессование, ковку, прессование и спекание, и экструзию в металлической оболочке.
(9) Способ по (6), который после стадии уплотнения включает дополнительную стадию формирования металлического изделия.
(10) Способ изготовления металлического изделия из сплава на основе титана, который содержит стадии:
подготовку смеси неметаллических соединений-предшественников, содержащих металлические составляющие элементы, в которой содержание титана больше, чем любого другого металлического элемента;
химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников для получения исходного металлического материала в виде порошка без плавления исходного металлического материала, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму, причем стадия химического восстановления включает химическое восстановление смеси соединений-предшественников путем парофазного восстановления; и уплотнение исходного металлического материала для получения уплотненного металлического изделия из сплава на основе титана, без плавления исходного металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму.
(11) Способ по (10), в котором смесь соединений-предшественников используют в тонкоизмельченной форме с максимальным размером менее 100 мкм.
(12) Способ по (10), в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с возможностью получения уплотненного металлического изделия, в котором по существу отсутствует колониальная структура.
(13) Способ по (10), в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с использованием технологии, выбранной из группы, включающей горячее изостатическое прессование, ковку, прессование и спекание и экструзию в металлической оболочке.
(14) Способ по (10), который после стадии уплотнения включает дополнительную стадию формирования металлического изделия.
Далее приводятся пояснения в отношении особенностей и преимуществ настоящего изобретения.
Применявшаяся ранее технология требовала плавления металла на определенном этапе обработки. Операция плавления, которая часто включает в себя множество циклов плавления и затвердевания, является дорогостоящей и налагает некоторые фундаментальные ограничения на характеристики конечных металлических изделий. В некоторых случаях эти фундаментальные ограничения невозможно преодолеть, а в других случаях их можно преодолеть только за счет больших затрат. Источник многих из этих ограничений можно проследить непосредственно до факта плавления металла в определенной точке технологического процесса и связанного с ним затвердевания из расплава. Настоящий способ позволяет полностью избежать этих ограничений за счет отказа от плавления металла в любой точке технологического процесса между неметаллической предшествующей формой и конечным металлическим изделием.
Способ изготовления металлического изделия, выполненного из металлических составляющих элементов, содержит операции подготовки смеси неметаллических соединений-предшественников металлических составляющих элементов, химического восстановления смеси неметаллических соединений-предшественников с целью получения первоначального металлического материала без плавления первоначального металлического материала и уплотнения первоначального металлического материала с целью получения уплотненного металлического изделия, без плавления первоначального металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия. Это означает, что металл не подвергается плавлению.
Неметаллические соединения-предшественники могут быть твердыми, жидкими или газообразными. В одном варианте реализации неметаллические соединения-предшественники являются предпочтительно твердыми оксидами металла. Кроме того они могут быть способными к восстановлению в паровой фазе, находящимися в химическом соединении неметаллическими соединениями металлических составляющих элементов. В представляющей наибольший интерес области применения смесь неметаллических соединений-предшественников содержит больше титана, чем любого другого металлического элемента, так что конечное изделие является изделием на основе титана. Однако настоящий подход не ограничивается сплавами на основе титана. Другие сплавы, представляющие интерес в настоящее время, включают сплавы на основе алюминия, сплавы на основе железа, сплав на основе никеля и сплавы на основе магния, однако данный подход применим к любым сплавам, для которых существуют неметаллические соединения-предшественники, и которые могут быть восстановлены до металлического состояния.
Смесь неметаллических соединений-предшественников может быть представлена в любой пригодной форме. Например, смесь может быть представлена в форме прессованной массы частиц, порошков или кусков неметаллических соединений-предшественников с большими наружными размерами, чем конечное металлическое изделие. Прессованная масса может быть получена путем прессования и спекания. В другом примере смесь неметаллических соединений-предшественников может быть более тонко измельчена и не подвергнута прессованию с приданием ей определенной формы. В другом примере смесь может быть смесью паров соединений-предшественников.
Операция химического восстановления позволяет получить губку из первоначального металлического материала. Альтернативно в этой операции возможно получение частиц первоначального металлического материала. Предпочтительный способ химического восстановления включает в себя электролиз расплавленной соли или парофазное восстановление.
Операция уплотнения может быть выполнена любым подходящим способом. Предпочтительными способами являются горячее изостатическое прессование, ковка, прессование и спекание, или экструзия в металлической оболочке первоначального металлического материала.
Уплотненное металлическое изделие может использоваться в форме, полученной непосредственно в результате уплотнения. При подходящих обстоятельствах ему может быть придана иная форма, с использованием для этого известных способом формовки, таких как прокатка, ковка, экструзия и т.п. Оно может также быть подвергнуто последующей обработке с помощью известных способов, таких как механическая обработка, нанесение покрытий, термообработка.
Предлагаемый способ отличается от применявшихся до сих пор способов тем, что металл не подвергают плавлению в больших масштабах. Плавление и связанная с ним обработка, такая как литье, и вызывает возникновение микроструктур, которые или неустранимы, или же могут быть изменены только с помощью дополнительных дорогостоящих изменений технологии обработки. Настоящий способ снижает затраты и позволяет избежать возникновения структур и дефектов, связанных с плавлением и литьем, способствуя улучшению механических характеристик конечного металлического изделия. В некоторых случаях это ведет к облегчению изготовления специализированных моделей и форм, и проверки таких изделий. Дополнительные преимущества реализуются в отношении конкретных систем сплавов металлов, например уменьшение дефектов, вызванных наличием альфа-фазы и образования колоний альфа-фазы в чувствительных титановых сплавах.
В технике применяется несколько видов уплотнения в твердом состоянии. Примерами могут служит горячее изостатическое прессование и прессование вместе со спеканием, герметизация в металлических оболочках и экструзия, и ковка. Однако во всех известных до сих пор областях применения данная технология обработки в твердой фазе начинается с металлического материала, который предварительно подвергали плавлению. Заявленный способ начинается с неметаллических соединений-предшественников и предусматривает восстановление этих неметаллических соединений до исходного металлического материала и уплотнение исходного металлического материала. Плавление металлического материала при этом не предусмотрено.
Предпочтительный вариант настоящего способа имеет также преимущество, заключающееся в том, что он основывается на применении предшествующего материала в форме порошка. Производство металлического порошка или материала на основе порошка, такого как губка, без плавления, позволяет избежать возникновения литой структуры с присущими ей дефектами, такими как ликвация элементов на неравновесном микроскопическом и макроскопическом уровне, литая микроструктура с диапазоном изменения величины и морфологии зерен, которые должны быть выровнены каким-либо образом для многих областей применения, захватывание газа и загрязнение. Способ, основанный на применении порошка, позволяет получить однородный, мелкозернистый, гомогенный, не имеющий пор и не содержащий газа в порах, слабо загрязненный конечный продукт.
Тонкозернистая, не содержащая колоний структура исходного металлического материала представляет собой превосходный начальный материал для последующих операций уплотнения и металлообработки, таких как ковка, горячее изостатическое прессование, прокатка и экструзия. Обычный литой исходный материал должен быть обработан с целью модификации и сокращения колониальной структуры, а при настоящем способе необходимость в такой обработке отпадает.
Другим важным достоинством настоящего способа является повышенная пригодность к контролю по сравнению с литым и подвергнутым обработке давлением продуктом. Крупные металлические изделия, применяемые в тех областях, в которых имеется большая опасность разрушения, многократно осматриваются в ходе производственного процесса и после его завершения. Литой и подвергнутый обработке давлением продукт, выполненный из двухфазного титанового сплава с альфа-бета-структурой, и применяемый в критических областях применения, таких как диски газовых турбин, демонстрирует при ультразвуковом обследовании высокий уровень шума, связанный с присутствием колониальной структуры, а соответствующие уровни шума ограничивают способность обнаружения мелких дефектов дефектами размерами порядка 2/64-3/64 дюйма с помощью стандартной процедуры выявления раковин с плоским дном.
Изделия, полученные с помощью настоящего способа, не имеют грубой колониальной структуры. В результате при ультразвуковом обследовании они демонстрируют значительно меньший уровень шума. Поэтому могут быть обнаружены дефекты размерами 1/64 дюйма или меньше. Уменьшение размеров дефектов, которые могут обнаруживаться, позволяет изготавливать и обследовать более крупные изделия, обеспечивая, таким образом, применение более экономичных способов производства, и/или обнаружение более мелких дефектов. Например, ограничения возможности обследования, связанные с колониальной структурой, ограничивают возможные размеры некоторых изделий, выполненных из двухфазного титанового сплава с альфа-бета-структурой, не более чем диаметром в 10 дюймов на промежуточных этапах обработки. Снижение шума, связанного с процедурой контроля, позволяет обрабатывать и обследовать изделия на промежуточных этапах. Таким образом, например, может быть обследована промежуточная поковка диаметром 16 дюймов с непосредственной ковкой конечной детали без прохождения через промежуточные производственные операции. Сокращается количество производственных операций и затраты при повышении уверенности в качестве конечного продукта.
Настоящий способ особенно хорошо применим для производства изделий из сплавов на основе титана. В настоящее время производство титана из его руд является дорогостоящим, грязным, создающим опасность для окружающей среды процессом, в котором применяются с трудом поддающиеся контролю, опасные реагенты на множестве производственных стадий. Настоящий способ предусматривает использование единственной операции восстановления с относительно безопасными, расплавленными солями или находящимися в газовой фазе реагентами, либо щелочными металлами. Кроме того, двухфазные титановые сплавы с альфа-бета-структурой, полученные с использованием обычной технологии, особенно подвержены возникновению дефектов, вызванных наличием альфа-фазы, что позволяет избежать настоящий способ. Снижение стоимости конечного продукта, достигнутое с помощью настоящего способа, также делает более легкие титановые сплавы в экономическом смысле более конкурентоспособными по сравнению с гораздо более дешевыми в другом отношении материалами типа стали в областях применения, для которых затраты имеют серьезное значение.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приведенного ниже более подробного описания предпочтительного варианта реализации, со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют на примерах принципы изобретения. Объем изобретения, однако, не ограничивается данным предпочтительным вариантом его реализации.
На чертежах представлено:
фиг. 1 - вид в перспективе металлического изделия, изготовленного согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - блок-схема способа реализации изобретения;
фиг. 3 - вид в перспективе губчатой массы исходного металлического материала.
Настоящий способ может использоваться для изготовления самых различных металлических изделий 20. Примером такого изделия может служить лопатка 22 компрессора газовой турбины, показанная на фиг. 1. Лопатка 22 компрессора включает крыло 24, приспособление 26, которое используется для крепления конструкции к диску компрессора (не показан) и платформу 28 между крылом 24 и приспособлением 26. Лопатка 22 компрессора является всего лишь одним примером видов изделий 20, которые могут быть изготовлены с помощью настоящего способа. Некоторые другие примеры включают другие детали газовых турбин, такие как лопасти вентилятора, диски вентилятора, диски компрессоров, лопатки турбин, диски турбин, подшипники, монолитные лопатки и диски, кожухи, и валы, детали для автомобилей, биологическое и медицинское оборудование и конструкционные элементы, такие как детали авиационных конструкций. При этом не существует известных ограничений применения способа.
На фиг. 2 показан предпочтительный вариант реализации изобретения на практике. Металлическое изделие 20 изготавливают путем получения сначала смеси неметаллических соединений-предшественников металлических составляющих элементов, стадия 40. «Неметаллическими соединениями-предшественниками» являются неметаллические соединения металлов, образующих в конечном счете металлическое изделие 20. Могут использоваться любые пригодные неметаллические соединения-предшественники. Предпочтительными неметаллическими соединениями-предшественниками для восстановления в твердой фазе являются восстановимые оксиды металлов, но пригодными являются также другие типы неметаллических соединений, такие как сульфиды, карбиды, галоиды и нитриды. Восстановимые галоиды металлов являются предпочтительными неметаллическими соединениями-предшественниками для парофазного восстановления.
Неметаллические соединения-предшественники выбирают таким образом, чтобы получить необходимые металлы в конечном металлическом изделии, и перемешивают между собой в нужных пропорциях для получения нужных соотношений этих металлов в металлическом изделии. Например, в случае если конечное изделие должно иметь конкретное соотношение титана, алюминия и ванадия, равное 90:6:4 по весу, неметаллическими соединениями-предшественниками предпочтительно являются оксид титана, оксид алюминия и оксид ванадия для процесса восстановления в твердой фазе или тетрахлорид титана, хлорид алюминия и хлорид ванадия для процесса парофазного восстановления. Могут также использоваться неметаллические соединения-предшественники, которые служат источником более чем одного металла в конечном металлическом изделии. Эти соединения доставляют и смешивают между собой в нужных пропорциях, так что отношение титана : алюминия : ванадия в смеси соединений-предшественников является таким, которое требуется в металлическом сплаве, образующем конечное изделие (например 90:6:4 по весу). В этом примере конечное металлическое изделие является сплавом на основе титана, который содержит по весу больше титана, чем любого другого элемента.
Неметаллические соединения-предшественники используются в любой пригодной физической форме. Неметаллические соединения-предшественники, применяемые при восстановлении в твердой фазе, первоначально имеют тонкоизмельченную форму, чтобы гарантировать их участие в химической реакции в ходе последующей операции. К таким тонкоизмельченным формам относятся, например, порошок, гранулы, хлопья или окатыши, которые легко производятся и поставляются промышленностью. Предпочтительный максимальный размер тонкоизмельченной формы составляет около 100 мкм, хотя для того, чтобы обеспечить необходимую однородность, желательно, чтобы максимальный размер был менее чем приблизительно 10 мкм. Неметаллические соединения-предшественники в тонкоизмельченной форме могут быть обработаны в ходе последующей операции, описанной ниже. Согласно варианту данного способа тонкоизмельченная форма неметаллических соединений-предшественников может быть спрессована, например путем прессования и спекания, с целью получения заготовки, которая обрабатывается в дальнейших операциях. В последнем случае спрессованная масса неметаллических соединений-предшественников имеет наружные размеры, которые больше размеров требующегося конечного металлического изделия, поскольку наружные размеры уменьшаются в ходе последующей обработки.
Смесь неметаллических соединений-предшественников подвергают затем химическому восстановлению с помощью любой пригодной технологии до исходного металлического материала, без плавки указанного металлического материала, стадия 42. Применяемые здесь термины «без плавления», «отсутствие плавления» и сходные с ними означают, что материал не подвергается макроскопическому или полному плавлению, при котором он переходит в жидкое состояние и теряет свою форму. Может иметь место, например, некоторое локальное плавление в небольших масштабах, когда плавятся элементы с низкой температурой плавления, способные к диффузии в элементы с более высокой температурой плавления, которые не плавятся. Даже в этих случаях общая форма материала остается неизменной.
В случае твердофазного восстановления, названном так по той причине, что неметаллические соединения-предшественники находятся в твердой форме, химическое восстановление может быть выполнено путем электролиза расплавленной соли. Электролиз расплавленной соли является известным способом, который описан, например, в опубликованной патентной заявке WO 99/64638, которая полностью включена сюда в качестве ссылки. Вкратце, при электролизе расплавленной соли смесь неметаллических соединений-предшественников погружают в электролитическую ячейку, с электролитом из расплавленной соли, такой как хлорид, при температуре ниже температуры плавления металлов, образующих неметаллические соединения-предшественники. Смесь неметаллических соединений-предшественников образует катод электролитической ячейки при инертном аноде. Элементы, соединенные с металлами в неметаллических соединениях-предшественниках, такие как кислород, в предпочтительном случае оксидных неметаллических соединений-предшественников, удаляют из смеси путем химического восстановления (то есть реакции, обратной химическому окислению). Реакция осуществляется при повышенной температуре с целью ускорить диффузию кислорода или другого газа при его удалении из катода. Катодный потенциал контролируют с целью осуществления восстановления неметаллических соединений-предшественников вместо других возможных химических реакций, таких как разложение расплавленной соли. Электролит является солью, предпочтительно солью, которая более стабильна, чем равнозначная соль металлов, подвергаемая рафинированию и в идеале очень стабильна для удаления кислорода или другого газа со снижением его содержания до низкого уровня. Предпочтительным в качестве расплавленной соли являются хлориды и смеси хлоридов бария, кальция, цезия, стронция и иттрия. Химическое восстановление может осуществляться полностью, так что неметаллические соединения-предшественники полностью восстанавливаются. Химическое восстановление может также быть частичным, при этом сохраняется некоторое количество неметаллических соединений-предшественников.
В другом случае при парофазном восстановлении, названном так по той причине, что неметаллические соединения-предшественники доставляются в паровой или газообразной форме, химическое восстановление может быть выполнено путем восстановления смесей галоидов базового металла и легирующих элементов с использованием жидкого щелочного металла или жидкого щелочноземельного металла. Например, тетрахлорид титана, как источник титана и хлориды легирующих элементов (например, хлорид алюминия как источник алюминия) применяют в газообразной форме. Смесь этих газов в нужных количествах контактирует с расплавленным натрием, так что галоиды металлов восстанавливаются до металлической формы. Сплав металлов отделяют от натрия. Это восстановление выполняют при температурах ниже температуры плавления сплава металлов, так что сплав не плавится. Способ описан более полно в патентах США US 5779761 и US 5958106, описания изобретения из которых полностью включены сюда в качестве ссылок.
Физическая форма исходного металлического материала после завершения стадии 42 зависит от физической формы смеси неметаллических соединений-предшественников в начале стадии 42. Если смесь неметаллических соединений-предшественников представляет собой свободные тонкоизмельченные твердые частицы, порошки, гранулы, куски и т.п., исходный металлический материал также имеет эту форму, за исключением того, что она меньше по размерам и обычно обладает некоторой пористостью. Если смесь неметаллических соединений-предшественников представляет собой спрессованную массу тонкоизмельченных твердых частиц, порошков, гранул, кусков и тому подобное, конечная физическая форма исходного металлического материала обычно представляет пористую металлическую губку 60, как показано на фиг. 3. Наружные размеры металлической губки меньше размеров прессованной массы неметаллического соединения-предшественника, что связано с удалением кислорода и/или других связанных элементов в ходе стадии восстановления 42. Если смесь неметаллических соединений-предшественников представляет собой пар, конечная физическая форма металлического сплава является обычно мелким порошком, который может быть подвергнут дальнейшей обработке.
Химический состав исходного металлического материала определяется видами и содержанием металлов в смеси неметаллических соединений-предшественников, использованных в ходе стадии 40. В случае необходимости исходный металлический материал содержит больше титана, чем любого другого элемента, позволяя получить исходный металлический материал на основе титана.
Исходный металлический материал имеет форму, которая в отношении структуры не подходит для большинства областей применения. Соответственно исходный металлический материал подвергают затем уплотнению для получения уплотненного металлического изделия, без плавки исходного металлического материала и без плавки уплотненного металлического изделия, стадия 44. Уплотнение устраняет пористость исходного металлического материала, соответственно повышая его относительную плотность вплоть до приблизительно 100 процентов. Возможно использование любого пригодного к применению вида уплотнения. Предпочтительно стадия 44 уплотнения осуществляется путем горячего изостатического прессования исходного металлического материала при соответствующих условиях: температуре и давлении, но при температуре, более низкой, чем температура плавления исходного металлического материала и уплотненного металлического изделия (температуры плавления которых обычно являются одинаковыми или очень близкими между собой). Возможно также использование прессования и спекания в твердой форме или экструзии в металлической оболочке, в особенности тогда, когда исходный металлический материал имеет форму порошка. Уплотнение уменьшает наружные размеры массы исходного металлического материала, но такое уменьшение размеров предсказуемо на опыте конкретных составов. Стадия 44 с уплотнением может также быть использована для дальнейшего легирования металлического изделия. Например, в емкости, применяемой при горячем изостатическом прессовании, может не создаваться разрежение, так что в ней сохраняется остаточный кислород и азот. При нагреве для горячего изостатического прессования остаточный кислород/азот поступает в титановый сплав и соединяется с ним.
Уплотненное металлическое изделие, такое как показанное на фиг. 1, может использоваться в форме полученной непосредственно после уплотнения. Кроме того, в соответствующих случаях уплотненное металлическое изделие может быть подвергнуто дополнительной формовке, стадия 46, с помощью любого пригодного процесса формовки металла, такого как ковка, экструзия, прокатка. Некоторые металлические составы поддаются улучшению с помощью таких операций формовки, а другие - не поддаются.
Уплотненное металлическое изделие может также быть дополнительно подвергнуто последующей обработке с помощью любого применимого способа. Такие операции последующей обработки могут включать, например, термообработку, нанесение покрытий, механическую обработку и т.п. Стадии 46 и 48 могут быть выполнены в указанном порядке, или же стадия 48 может быть выполнена до стадии 46.
Металлический материал никогда не нагревают до температуры выше его температуры плавления. Кроме того, он может удерживаться при температуре ниже определенного уровня, который сам ниже уровня температуры плавления. Например, при нагреве двухфазного титанового сплава с альфа-бета-структурой до температуры выше температуры бета-превращения, образуется бета-фаза. Бета-фаза превращается в альфа-фазу при охлаждении сплава до температуры ниже температуры бета-превращения. В некоторых случаях желательно, чтобы металлический сплав не нагревали до температуры, превышающей температуру бета-превращения. В этом случае нужно следить, чтобы губка сплава или любая его другая металлическая форма не нагревалась выше его температуры превращения бета-фазы в любой момент во время обработки. Результатом является тонкая микроструктура, в которой отсутствуют колонии альфа-фазы, и которую можно сделать суперпластичной легче, чем грубую микроструктуру. Последующие производственные операции упрощаются благодаря более низкому напряжению пластического течения, так что можно использовать меньшие и более дешевые ковочные прессы и другое металлообрабатывающее оборудование, с уменьшением износа оборудования.
В других случаях, таких как компоненты и структуры авиационных конструкций, желательно нагревать сплав до температуры, превышающей температуру превращения бета-фазы, так что происходит образование бета-фазы и повышается прочность конечного продукта. В этом случае металлический сплав может быть нагрет во время обработки до температур, превышающих температуру превращения бета-фазы, но в любом случае не превышающих температуру плавления сплава. При охлаждении изделия, нагретого до температуры, превышающей температуру превращения бета-фазы, до температуры ниже температуры превращения бета-фазы образуется колониальная структура, которая может препятствовать ультразвуковому обследованию изделия. В этом случае может быть желательным, чтобы изделие изготавливали и подвергали ультразвуковому обследованию при низких температурах, без нагрева до температур, превышающих температуру превращения бета-фазы, так что в нем отсутствовали колонии. После завершения ультразвукового обследования с целью проверки отсутствия дефектов в изделии, оно может быть подвергнуто термообработке при температуре, превышающей температуру превращения бета-фазы. Конечное изделие в меньшей степени пригодно для осмотра, чем изделие, которое не нагревали до температуры, превышающей температуру превращения бета-фазы, однако отсутствие дефектов уже установлено. Благодаря мелким размерам частиц, полученным за счет такой обработки, требуется меньше затрат для получения мелкозернистой структуры в конечном изделии, что ведет к получению более дешевого продукта.
Тип микроструктуры, морфология и размеры изделия определяются начальными материалами и обработкой. Зерна изделий, полученных с помощью настоящего способа, при использовании технологии восстановления в твердой фазе обычно соответствуют морфологии и размерам частиц порошка начальных материалов. Так, частицы предшественника размером 5 мкм дают размеры конечного зерна порядка около 5 мкм. Для большинства областей применения желательно, чтобы размер зерна был меньше чем приблизительно 10 мкм, хотя размер зерна может достигать 100 мкм или больше. Как было показано ранее, настоящий способ позволяет избежать возникновения грубой структуры с альфа-колонией, полученной из преобразованных грубых бета-зерен, которые при обычной обработке на основе плавки образуются при охлаждении расплава до области существования бета-фазы по диаграмме. При данном способе не происходит плавления металла и его охлаждения из расплава до области бета, так что не возникают грубые зерна бета-фазы. Зерна бета-фазы могут быть получены в ходе последующей обработки так, как описано выше, но они возникают при более низкой температуре, чем температура плавления, и поэтому оказываются гораздо мельче, чем зерна бета-фазы, образующиеся при охлаждении из расплава при обычной практике. При обычной практике, основанной на плавлении, последующие процессы металлообработки предназначены для разрушения и глобуляризации грубой альфа-структуры, связанной с колониальной структурой. Такая обработка не требуется при настоящем способе, поскольку структура после получения является мелкозернистой и не содержат пластинок альфа-фазы.
Настоящий способ позволяет выполнить обработку смеси неметаллических соединений-предшественников с получением готовой металлической формы без какого-либо нагрева металла готовой металлической формы до температуры выше температуры плавления. Следовательно этот способ позволяет избежать затрат, связанных с операциями плавления, такими как затраты на плавление в контролируемой атмосферой или вакуумную печь в случае сплавов на основе титана. Микроструктуры, возникающие после плавления, обычно крупнозернистые структуры, дефекты литья и колониальные структуры, не обнаруживаются. Без таких дефектов изделия могут быть легче. В случае чувствительных сплавов на основе титана, альфа-фаза не образуется или частота ее образования снижается благодаря восстановительной атмосфере. Улучшаются механические характеристики, такие как статическая прочность и усталостная прочность.
Настоящий способ позволяет выполнить обработку смеси неметаллических соединений-предшественников с получением готовой металлической формы без нагрева металла готовой металлической формы до температуры выше температуры плавления. Следовательно этот способ позволяет избежать затрат, связанных с операциями плавления, такими как затраты на плавление в контролируемой атмосферой или на вакуумную печь в случае сплавов на основе титана. Микроструктуры, возникающие после плавления, обычно крупнозернистые структуры, и дефекты литья, в них не обнаруживаются. Без таких дефектов изделия могут быть легче, поскольку можно обойтись без дополнительного материала, добавленного для компенсации дефектов. Повышение уверенности в отсутствии дефектов в изделии, достигнутое при более высокой пригодности к обследованию, также ведет к уменьшению количества дополнительного материала, который в противном случае мог бы присутствовать. В случае чувствительных сплавов на основе титана, альфа-фаза не образуется, или частота ее образования снижается благодаря восстановительной атмосфере.
Хотя конкретный вариант реализации изобретения описан подробно в целях иллюстрации, возможно внесение различных модификаций и улучшений без отклонения от существа и объема изобретения. Соответственно изобретение не ограничивается ничем кроме прилагаемой формулы изобретения.

Claims (25)

1. Способ изготовления металлического изделия (20) из сплава на основе титана, который содержит стадии:
подготовку смеси неметаллических соединений-предшественников, содержащих металлические составляющие элементы в тонкоизмельченной форме с максимальным размером менее 100 мкм, в которой содержание титана больше, чем любого другого металлического элемента;
химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников для получения исходного металлического материала в виде порошка без плавления исходного металлического материала, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму, причем стадия химического восстановления включает химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников путем восстановления в твердой фазе; и
уплотнение исходного металлического материала для получения уплотненного металлического изделия (20) из сплава на основе титана, без плавления исходного металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия (20), при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму.
2. Способ по п. 1, в котором стадия подготовки смеси включает операцию подготовки смеси, содержащей соединения-предшественники в виде оксидов металла.
3. Способ по п. 1, в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с возможностью получения уплотненного металлического изделия (20), в котором по существу отсутствует колониальная структура.
4. Способ по п. 1, в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с использованием технологии, выбранной из группы, включающей горячее изостатическое прессование, ковку, прессование и спекание и экструзию в металлической оболочке.
5. Способ по п. 1, который после стадии уплотнения включает дополнительную стадию формирования металлического изделия (20).
6. Способ изготовления металлического изделия (20) из сплава на основе титана, который содержит стадии:
подготовку прессованной массы смеси оксидов металлических составляющих элементов в тонкоизмельченной форме с максимальным размером менее 100 мкм, в которой содержание титана больше, чем любого другого металлического элемента;
химического восстановления оксидов путем электролиза расплавленной соли с получением губки (60) исходного металлического материала без плавления исходного металлического материала, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму; и
уплотнение полученной губки до получения уплотненного металлического изделия (20) из сплава на основе титана, без плавления исходного металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия (20), при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму,
ультразвуковое выявление дефектов, и при необходимости последующую термообработку,
причем для предотвращения образования колониальной структуры все стадии до ультразвукового исследования проводят при температуре, не превышающей температуру превращения бета-фазы.
7. Способ по п. 6, в котором стадия подготовки смеси включает подготовку прессованной массы неметаллических соединений-предшественников, которая имеет большие размеры, чем размеры конечного металлического изделия (20).
8. Способ по п. 6, в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с использованием технологии, выбранной из группы, включающей горячее изостатическое прессование, ковку, прессование и спекание, и экструзию в металлической оболочке.
9. Способ по п. 6, который после стадии уплотнения включает дополнительную стадию формирования металлического изделия (20).
10. Способ изготовления металлического изделия (20) из сплава на основе титана, который содержит стадии:
подготовку смеси неметаллических соединений-предшественников, содержащих металлические составляющие элементы, в которой содержание титана больше, чем любого другого металлического элемента;
химическое восстановление смеси неметаллических соединений-предшественников для получения исходного металлического материала в виде порошка без плавления исходного металлического материала, при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму, причем стадия химического восстановления включает химическое восстановление смеси соединений-предшественников путем парофазного восстановления; и
уплотнение исходного металлического материала для получения уплотненного металлического изделия (20) из сплава на основе титана, без плавления исходного металлического материала и без плавления уплотненного металлического изделия (20), при котором материал подвергается макроскопическому или полному плавлению, переходит в жидкое состояние и теряет свою форму.
11. Способ по п. 10, в котором используют смесь соединений-предшественников, содержащую металлические составляющие элементы в тонкоизмельченной форме с максимальным размером менее 100 мкм.
12. Способ по п. 10, в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с возможностью получения уплотненного металлического изделия (20), в котором по существу отсутствует колониальная структура.
13. Способ по п. 10, в котором стадия уплотнения включает уплотнение исходного металлического материала с использованием технологии, выбранной из группы, включающей горячее изостатическое прессование, ковку, прессование и спекание и экструзию в металлической оболочке.
14. Способ по п. 10, который после стадии уплотнения включает дополнительную стадию формирования металлического изделия (20).
RU2010126661A 2002-06-14 2003-06-12 Способ изготовления металлического изделия без плавления RU2633418C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/172,218 2002-06-14
US10/172,218 US7329381B2 (en) 2002-06-14 2002-06-14 Method for fabricating a metallic article without any melting

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005100773/02A Division RU2005100773A (ru) 2002-06-14 2003-06-12 Способ изготовления металлического изделия без плавления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010126661A RU2010126661A (ru) 2012-01-10
RU2633418C2 true RU2633418C2 (ru) 2017-10-12

Family

ID=29732989

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010126661A RU2633418C2 (ru) 2002-06-14 2003-06-12 Способ изготовления металлического изделия без плавления
RU2005100773/02A RU2005100773A (ru) 2002-06-14 2003-06-12 Способ изготовления металлического изделия без плавления

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005100773/02A RU2005100773A (ru) 2002-06-14 2003-06-12 Способ изготовления металлического изделия без плавления

Country Status (9)

Country Link
US (2) US7329381B2 (ru)
EP (2) EP1519804B1 (ru)
JP (2) JP5025085B2 (ru)
CN (2) CN103212712A (ru)
AU (2) AU2003245482B2 (ru)
CA (1) CA2488993C (ru)
RU (2) RU2633418C2 (ru)
UA (1) UA81254C2 (ru)
WO (1) WO2003106081A1 (ru)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7410610B2 (en) * 2002-06-14 2008-08-12 General Electric Company Method for producing a titanium metallic composition having titanium boride particles dispersed therein
US7329381B2 (en) * 2002-06-14 2008-02-12 General Electric Company Method for fabricating a metallic article without any melting
US7416697B2 (en) 2002-06-14 2008-08-26 General Electric Company Method for preparing a metallic article having an other additive constituent, without any melting
US7001443B2 (en) 2002-12-23 2006-02-21 General Electric Company Method for producing a metallic alloy by the oxidation and chemical reduction of gaseous non-oxide precursor compounds
US7897103B2 (en) 2002-12-23 2011-03-01 General Electric Company Method for making and using a rod assembly
US7727462B2 (en) * 2002-12-23 2010-06-01 General Electric Company Method for meltless manufacturing of rod, and its use as a welding rod
US6955703B2 (en) * 2002-12-26 2005-10-18 Millennium Inorganic Chemicals, Inc. Process for the production of elemental material and alloys
US7531021B2 (en) 2004-11-12 2009-05-12 General Electric Company Article having a dispersion of ultrafine titanium boride particles in a titanium-base matrix
US20070017319A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-25 International Titanium Powder, Llc. Titanium alloy
CN101277775A (zh) 2005-10-06 2008-10-01 国际钛金属粉末公司 硼化钛
US8992304B2 (en) 2006-04-13 2015-03-31 Igt Methods and systems for tracking an event of an externally controlled interface
US8784196B2 (en) 2006-04-13 2014-07-22 Igt Remote content management and resource sharing on a gaming machine and method of implementing same
US9028329B2 (en) 2006-04-13 2015-05-12 Igt Integrating remotely-hosted and locally rendered content on a gaming device
US7455713B1 (en) * 2006-08-17 2008-11-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Cavitation process for titanium products from precursor halides
US7465333B1 (en) * 2006-08-17 2008-12-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Cavitation process for products from precursor halides
US9311774B2 (en) 2006-11-10 2016-04-12 Igt Gaming machine with externally controlled content display
US20090156303A1 (en) 2006-11-10 2009-06-18 Igt Bonusing Architectures in a Gaming Environment
US7790631B2 (en) * 2006-11-21 2010-09-07 Intel Corporation Selective deposition of a dielectric on a self-assembled monolayer-adsorbed metal
US8120114B2 (en) 2006-12-27 2012-02-21 Intel Corporation Transistor having an etch stop layer including a metal compound that is selectively formed over a metal gate
WO2009012455A1 (en) 2007-07-18 2009-01-22 Oxane Materials, Inc. Proppants with carbide and/or nitride phases
US8206488B2 (en) * 2008-10-31 2012-06-26 General Electric Company Fluoride ion cleaning method
KR101127209B1 (ko) 2009-12-29 2012-03-29 재단법인 포항산업과학연구원 반응층 생성물 분산처리장치 및 방법
CN102127640B (zh) * 2011-04-20 2012-10-17 攀枝花学院 生产中钒铁的方法
RU2567768C2 (ru) * 2013-09-27 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Способ получения сплава на основе титана из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, и устройство для его осуществления
RU2606670C2 (ru) * 2013-09-27 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Способ получения сплава, содержащего титан, железо, хром и кремний, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, железа, хрома и кремния, и устройство для его осуществления
RU2606669C2 (ru) * 2013-09-27 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Способ получения сплава, состоящего из титана, железа, хрома и циркония, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, железа, хрома и циркония, и устройство для его осуществления
CN104858430A (zh) 2014-02-25 2015-08-26 通用电气公司 三维零件的制造方法
US10343392B2 (en) 2015-08-27 2019-07-09 General Electric Company Powder-bed additive manufacturing devices and methods
RU2634562C2 (ru) * 2015-12-11 2017-10-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Способ получения "суперсплава" на основе титана, алюминия, железа, хрома, меди и кремния из водяной суспензии частиц, содержащей соединения этих элементов руды, и устройство для его осуществления

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958106A (en) * 1994-08-01 1999-09-28 International Titanium Powder, L.L.C. Method of making metals and other elements from the halide vapor of the metal
WO1999064638A1 (en) * 1998-06-05 1999-12-16 Cambridge University Technical Services Limited Removal of oxygen from metal oxides and solid solutions by electrolysis in a fused salt
RU2152449C1 (ru) * 1994-08-01 2000-07-10 Интернэшнл Титаниум Паудер Л.Л.С. Способ получения металлов и других элементов
WO2000076698A1 (en) * 1999-06-11 2000-12-21 Georgia Tech Research Corporation Metallic articles formed by reduction of nonmetallic articles and method of producing metallic articles
WO2001062996A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-30 Qinetiq Limited Electrolytic reduction of metal oxides such as titanium dioxide and process applications

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2828199A (en) * 1950-12-13 1958-03-25 Nat Res Corp Method for producing metals
DE1129710B (de) 1956-02-08 1962-05-17 Dominion Magnesium Ltd Verfahren zur Herstellung von Titanlegierungen in Pulverform
US2799570A (en) * 1956-04-10 1957-07-16 Republic Steel Corp Process of making parts by powder metallurgy and preparing a powder for use therein
US2937979A (en) 1957-05-10 1960-05-24 Horizons Titanium Corp Electrolytic process
GB883429A (en) 1959-06-26 1961-11-29 Mallory Metallurg Prod Ltd Improvements in and relating to the manufacture of electrical contact or welding electrode materials
FR1443968A (fr) * 1965-04-08 1966-07-01 Onera (Off Nat Aerospatiale) Perfectionnements apportés aux procédés pour l'élaboration de poudres métalliques et aux poudres correspondantes
US3501287A (en) 1968-07-31 1970-03-17 Mallory & Co Inc P R Metal-metal oxide compositions
LU65266A1 (ru) 1971-05-06 1972-07-14
US3736132A (en) 1971-12-17 1973-05-29 Steel Corp Method for producing refractory metals
US4282195A (en) 1975-02-03 1981-08-04 Ppg Industries, Inc. Submicron titanium boride powder and method for preparing same
US4101713A (en) 1977-01-14 1978-07-18 General Electric Company Flame spray oxidation and corrosion resistant superalloys
DE3017782C2 (de) * 1980-05-09 1982-09-30 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Verfahren zur Herstellung von sinterfähigen Legierungspulvern auf der Basis von Titan
JPS597765B2 (ja) 1980-09-13 1984-02-21 昭宣 吉澤 微粉末金属の製造方法
US4415528A (en) 1981-03-20 1983-11-15 Witec Cayman Patents, Limited Method of forming shaped metal alloy parts from metal or compound particles of the metal alloy components and compositions
JPS57181367A (en) 1981-04-08 1982-11-08 Furukawa Electric Co Ltd:The Sintered high-v high-speed steel and its production
US4512826A (en) 1983-10-03 1985-04-23 Northeastern University Precipitate hardened titanium alloy composition and method of manufacture
US4999336A (en) 1983-12-13 1991-03-12 Scm Metal Products, Inc. Dispersion strengthened metal composites
US4525206A (en) * 1983-12-20 1985-06-25 Exxon Research & Engineering Co. Reduction process for forming powdered alloys from mixed metal iron oxides
US4687632A (en) * 1984-05-11 1987-08-18 Hurd Frank W Metal or alloy forming reduction process and apparatus
US4915905A (en) 1984-10-19 1990-04-10 Martin Marietta Corporation Process for rapid solidification of intermetallic-second phase composites
US4622079A (en) 1985-03-22 1986-11-11 General Electric Company Method for the dispersion of hard alpha defects in ingots of titanium or titanium alloy and ingots produced thereby
FR2582019B1 (fr) * 1985-05-17 1987-06-26 Extramet Sa Procede pour la production de metaux par reduction de sels metalliques, metaux ainsi obtenus et dispositif pour sa mise en oeuvre
US4714587A (en) * 1987-02-11 1987-12-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for producing very fine microstructures in titanium alloy powder compacts
US4731111A (en) 1987-03-16 1988-03-15 Gte Products Corporation Hydrometallurical process for producing finely divided spherical refractory metal based powders
EP0290820B1 (de) 1987-05-13 1994-03-16 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Verfahren zur Herstellung dispersionsgehärteter Metallegierungen
JPH01184203A (ja) 1988-01-19 1989-07-21 Mitsubishi Metal Corp 射出成形用合金粉末
SU1582683A1 (ru) 1988-05-10 1996-09-10 Соликамский магниевый завод Способ получения сплавов титана
US4906436A (en) 1988-06-27 1990-03-06 General Electric Company High strength oxidation resistant alpha titanium alloy
IL92832A (en) * 1988-12-22 1994-11-11 Univ Western Australia Production of metals, ceramic alloys by a mechanically operated chemical redox process
JPH0747787B2 (ja) * 1989-05-24 1995-05-24 株式会社エヌ・ケイ・アール チタン粉末またはチタン複合粉末の製造方法
US5041262A (en) 1989-10-06 1991-08-20 General Electric Company Method of modifying multicomponent titanium alloys and alloy produced
US5322666A (en) 1992-03-24 1994-06-21 Inco Alloys International, Inc. Mechanical alloying method of titanium-base metals by use of a tin process control agent
SG49867A1 (en) 1993-11-08 1998-06-15 United Technologies Corp Superplastic titanium by vapor deposition
US5431874A (en) 1994-01-03 1995-07-11 General Electric Company High strength oxidation resistant titanium base alloy
US5830288A (en) 1994-09-26 1998-11-03 General Electric Company Titanium alloys having refined dispersoids and method of making
US6218026B1 (en) * 1995-06-07 2001-04-17 Allison Engine Company Lightweight high stiffness member and manufacturing method thereof
US5641580A (en) 1995-10-03 1997-06-24 Osram Sylvania Inc. Advanced Mo-based composite powders for thermal spray applications
US6019812A (en) 1996-10-22 2000-02-01 Teledyne Industries, Inc. Subatmospheric plasma cold hearth melting process
EP1007750B1 (en) * 1997-08-19 2004-05-26 Titanox Developments Limited Titanium alloy based dispersion-strengthened composites
US6231636B1 (en) * 1998-02-06 2001-05-15 Idaho Research Foundation, Inc. Mechanochemical processing for metals and metal alloys
US6152982A (en) 1998-02-13 2000-11-28 Idaho Research Foundation, Inc. Reduction of metal oxides through mechanochemical processing
FR2777020B1 (fr) 1998-04-07 2000-05-05 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un alliage ferritique - martensitique renforce par dispersion d'oxydes
US5930580A (en) 1998-04-30 1999-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for forming porous metals
JP4611464B2 (ja) * 1998-06-12 2011-01-12 東邦チタニウム株式会社 金属粉末の製造方法
WO2000005425A1 (fr) 1998-07-21 2000-02-03 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Materiau composite a base de titane, son procede de production et soupape de moteur
US6251159B1 (en) 1998-12-22 2001-06-26 General Electric Company Dispersion strengthening by nanophase addition
JP3597098B2 (ja) * 2000-01-21 2004-12-02 住友電気工業株式会社 合金微粉末とその製造方法、それを用いた成型用材料、スラリーおよび電磁波シールド材料
DE10017282C2 (de) 2000-04-06 2002-02-14 Omg Ag & Co Kg Verfahren zur Herstellung von Verbundpulver auf Basis Siler-Zinnoxid und deren Verwendung zur Herstellung von Kontaktwerkstoffen
DE10041194A1 (de) * 2000-08-23 2002-03-07 Starck H C Gmbh Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen durch Pulver-Spritzgießen und dazu geeignete Verbundpulver
DE50101590D1 (de) 2000-09-29 2004-04-08 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren zur Wiederverwertung von aus thoriertem Wolfram bestehenden Gegenständen
GB0027929D0 (en) * 2000-11-15 2001-01-03 Univ Cambridge Tech Metal and alloy powders
US6635098B2 (en) 2001-02-12 2003-10-21 Dynamet Technology, Inc. Low cost feedstock for titanium casting, extrusion and forging
JP2003029989A (ja) * 2001-07-16 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 分散処理システムおよびジョブ分散処理方法
AUPS107102A0 (en) 2002-03-13 2002-04-11 Bhp Billiton Innovation Pty Ltd Electrolytic reduction of metal oxides
KR100468216B1 (ko) 2002-05-06 2005-01-26 국방과학연구소 텅스텐이 코팅된 텅스텐-구리 복합 분말의 제조 방법 및그의 용도
US7037463B2 (en) * 2002-12-23 2006-05-02 General Electric Company Method for producing a titanium-base alloy having an oxide dispersion therein
US6921510B2 (en) * 2003-01-22 2005-07-26 General Electric Company Method for preparing an article having a dispersoid distributed in a metallic matrix
US6737017B2 (en) 2002-06-14 2004-05-18 General Electric Company Method for preparing metallic alloy articles without melting
US7329381B2 (en) * 2002-06-14 2008-02-12 General Electric Company Method for fabricating a metallic article without any melting
US6849229B2 (en) * 2002-12-23 2005-02-01 General Electric Company Production of injection-molded metallic articles using chemically reduced nonmetallic precursor compounds
US7001443B2 (en) * 2002-12-23 2006-02-21 General Electric Company Method for producing a metallic alloy by the oxidation and chemical reduction of gaseous non-oxide precursor compounds
US7727462B2 (en) 2002-12-23 2010-06-01 General Electric Company Method for meltless manufacturing of rod, and its use as a welding rod
US6968990B2 (en) * 2003-01-23 2005-11-29 General Electric Company Fabrication and utilization of metallic powder prepared without melting
US6926754B2 (en) 2003-06-12 2005-08-09 General Electric Company Method for preparing metallic superalloy articles having thermophysically melt incompatible alloying elements, without melting
US6926755B2 (en) 2003-06-12 2005-08-09 General Electric Company Method for preparing aluminum-base metallic alloy articles without melting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958106A (en) * 1994-08-01 1999-09-28 International Titanium Powder, L.L.C. Method of making metals and other elements from the halide vapor of the metal
RU2152449C1 (ru) * 1994-08-01 2000-07-10 Интернэшнл Титаниум Паудер Л.Л.С. Способ получения металлов и других элементов
WO1999064638A1 (en) * 1998-06-05 1999-12-16 Cambridge University Technical Services Limited Removal of oxygen from metal oxides and solid solutions by electrolysis in a fused salt
WO2000076698A1 (en) * 1999-06-11 2000-12-21 Georgia Tech Research Corporation Metallic articles formed by reduction of nonmetallic articles and method of producing metallic articles
WO2001062996A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-30 Qinetiq Limited Electrolytic reduction of metal oxides such as titanium dioxide and process applications

Also Published As

Publication number Publication date
EP2281647B1 (en) 2018-08-15
CA2488993A1 (en) 2003-12-24
AU2003245482A1 (en) 2003-12-31
JP2012132100A (ja) 2012-07-12
EP2281647A1 (en) 2011-02-09
CN1658990A (zh) 2005-08-24
CA2488993C (en) 2016-04-12
US20070269333A1 (en) 2007-11-22
US7329381B2 (en) 2008-02-12
AU2009202263A1 (en) 2009-07-02
EP1519804A1 (en) 2005-04-06
JP5524257B2 (ja) 2014-06-18
JP2005530039A (ja) 2005-10-06
RU2005100773A (ru) 2005-07-10
WO2003106081A1 (en) 2003-12-24
EP1519804B1 (en) 2013-02-27
AU2009202263B2 (en) 2012-04-26
AU2003245482B2 (en) 2009-03-12
US7655182B2 (en) 2010-02-02
RU2010126661A (ru) 2012-01-10
US20030230170A1 (en) 2003-12-18
CN103212712A (zh) 2013-07-24
JP5025085B2 (ja) 2012-09-12
UA81254C2 (ru) 2007-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2633418C2 (ru) Способ изготовления металлического изделия без плавления
RU2329122C2 (ru) Способ получения изделий из металлических сплавов без плавления
JP5826219B2 (ja) 溶融を伴うことなく他の添加成分を有する金属物品を作製する方法
US7419528B2 (en) Method for fabricating a superalloy article without any melting
Schade et al. TITANIUM ALLOY DEVELOPMENT FOR AM UTILIZING GAS ATOMIZATION.

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20160408

HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20190926