RU2725498C1 - Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys - Google Patents

Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2725498C1
RU2725498C1 RU2019129345A RU2019129345A RU2725498C1 RU 2725498 C1 RU2725498 C1 RU 2725498C1 RU 2019129345 A RU2019129345 A RU 2019129345A RU 2019129345 A RU2019129345 A RU 2019129345A RU 2725498 C1 RU2725498 C1 RU 2725498C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ligature
aluminum
alloys
sintered
alloying
Prior art date
Application number
RU2019129345A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иосиф Сергеевич Гершман
Александр Евгеньевич Миронов
Пинарготе Нестор Вашигтон Солис
Евгений Иосифович Гершман
Павел Юрьевич Перетягин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
Priority to RU2019129345A priority Critical patent/RU2725498C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725498C1 publication Critical patent/RU2725498C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy of metals and alloys, namely, to production of aluminum alloys for alloying aluminum-based alloys containing refractory metals. Sintered ligature of powder materials for alloying aluminum alloys contains, wt%: molybdenum 40–50; copper 4.0–4.5; aluminum – balance.
EFFECT: invention is aimed at expansion of operational capabilities of ligature for melting of aluminum alloys due to improved distribution and increase rate of dissolution of alloying components in melt, improving stability of compositions of melted alloys with obtaining more accurate and homogeneous content thereof in the entire volume of the melt and the finished ingot.
1 cl, 4 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии металлов и сплавов, а именно к производству лигатур на основе алюминия для легирования сплавов на основе алюминия с содержанием тугоплавких металлов, а также для получения точного содержания компонентов в отливках.The invention relates to the field of powder metallurgy of metals and alloys, and in particular to the production of aluminum-based alloys for alloying aluminum-based alloys containing refractory metals, as well as to obtain the exact content of components in castings.

Одним из эффективных направлений создания антифрикционных алюминиевых литейных сплавов для монометаллических подшипников скольжения является их легирование тугоплавкими металлами (элементы переходных групп: молибден, вольфрам, скандий, титан, медь, цирконий и др.) (Н.А. Белов, Е.И. Гершман, И.С. Гершман, И.Т. Горячева, Д.Л. Загорский, Е.Г. Котова, Ю.Ю. Маховская, A.M. Мезрин, А.Е. Миронов, Т.И. Муравьева, Б.Я. Сачек, О.О. Столярова, Е.В. Торская «Алюминиевые сплавы антифрикционного назначения» Монография. Под редакцией А.Е. Миронова, Н.А. Белова, О.О. Столяровой. Изд. Дом МИСиС, 2016. - 223 с.).One of the effective directions of creating antifriction aluminum cast alloys for monometallic plain bearings is their alloying with refractory metals (elements of transition groups: molybdenum, tungsten, scandium, titanium, copper, zirconium, etc.) (N.A. Belov, E.I. Gershman , I.S. Gershman, I.T. Goryacheva, D.L. Zagorsky, E.G. Kotova, Yu.Yu. Makhovskaya, AM Mezrin, A.E. Mironov, T.I. Muravyova, B.Ya. Sachek, OO Stolyarova, EV Torskaya "Aluminum alloys of antifriction purpose" Monograph. Edited by AE Mironov, NA Belova, OO Stolyarova. Publishing House MISiS, 2016. - 223 from.).

Процесс легирования предназначен для облегчения введения различных компонентов в расплав и обеспечения необходимого химического состава сплава. Но легирование алюминия тугоплавкими металлами осложняется низкой растворимостью легирующих элементов, их высокими температурами плавления и относительно низкой температурой кипения алюминия. По этой причине легирование алюминия с более тугоплавкими металлами, например, таких как молибден, вольфрам и хром представляется проблематичным, а для его осуществления принято использовать литые лигатуры со включением химических соединений тугоплавких металлов. Лигатура - вспомогательный сплав из двух и более компонентов, предназначенный для введения тугоплавких элементов в расплав металлов и сплавов. Использование лигатур обусловлено тем, что процесс усвоения легирующего элемента из лигатуры более надежен и эффективен, чем при введении его в чистом виде. Кроме того, применение лигатур обеспечивает более равномерное распределение легирующего элемента в объеме расплава. Однако, подготовка литых лигатур алюминий-тугоплавкий металл характеризуется высокой температурой перегрева и испаряемостью, низкой растворимостью и неравномерностью распределения легирующих элементов, что оказывает существенное негативное влияние на структуру и свойства слитков и полученных из них изделий.The alloying process is designed to facilitate the introduction of various components into the melt and provide the necessary chemical composition of the alloy. But alloying aluminum with refractory metals is complicated by the low solubility of alloying elements, their high melting points and relatively low boiling point of aluminum. For this reason, alloying aluminum with more refractory metals, such as molybdenum, tungsten and chromium, seems to be problematic, and cast ligatures with the inclusion of chemical compounds of refractory metals are usually used for its implementation. Ligature is an auxiliary alloy of two or more components, designed to introduce refractory elements into the molten metals and alloys. The use of ligatures is due to the fact that the process of assimilation of an alloying element from a ligature is more reliable and efficient than when it is introduced in its pure form. In addition, the use of ligatures provides a more uniform distribution of the alloying element in the volume of the melt. However, the preparation of cast aluminum-refractory alloy ligatures is characterized by a high superheat temperature and volatility, low solubility and uneven distribution of alloying elements, which has a significant negative effect on the structure and properties of ingots and products obtained from them.

Известна литая алюминиевая лигатура Аl-2% Мо для выплавки литейных алюминиевых сплавов, легированных молибденом, и для получения из них точных отливок, (патент RU 2232827, опубл. 20.07. 2004 г.).Known cast aluminum alloy Al-2% Mo for the smelting of cast aluminum alloys alloyed with molybdenum, and to obtain precision castings from them (patent RU 2232827, publ. 20.07. 2004).

Недостатком данной лигатуры является невысокое содержание молибдена, что приводит к ее большому расходу для достижения требуемого содержания легирующего элемента в расплаве. В свою очередь, это приводит к длительному процессу выплавки сплава и большим затратам электроэнергии.The disadvantage of this ligature is the low content of molybdenum, which leads to its high consumption to achieve the required content of the alloying element in the melt. In turn, this leads to a long alloy smelting process and high energy costs.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранная в качестве прототипа лигатура Al-ETM-LTM-TE для получения аморфных алюминиевых сплавов, содержащая следующие компоненты с атомным процентом: 85-94% Аl, 0-8% ЕТМ, 0-8% LTM и 0-1% ТЕ, где ЕТМ представляет собой Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Та или W; LTM представляет собой Mn, Fe, Co, Ni, Сu или Zn; ТЕ относится к микроэлементам, таким как В, Si, Ga, Ge, As, Se, Sb,Te или подобное (патент CN 104532072, опубл. 22.04.2015 г.).The closest in technical essence to the invention is the Al-ETM-LTM-TE ligature selected as a prototype for producing amorphous aluminum alloys containing the following components with an atomic percentage: 85-94% Al, 0-8% ETM, 0-8% LTM and 0-1% TE, where the ETM is Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta or W; LTM is Mn, Fe, Co, Ni, Cu or Zn; TE refers to trace elements, such as B, Si, Ga, Ge, As, Se, Sb, Te or the like (patent CN 104532072, publ. 04/22/2015).

Недостатками известного решения, в том числе техническими проблемами, являются ограниченное содержание молибдена примерно до 22 мас. % в лигатуре, сложность в ее производстве, а также ограничение ее применения в алюминиевых антифрикционных сплавах из-за присутствия железа, уровень которого не может быть сведен до нуля, так как его введение происходит непроизвольно при изготовлении расплава. Кроме того, применение данной литой лигатуры не гарантирует однородность распределения легирующих компонентов в готовом слитке и стабильность составов выплавленных сплавов в разных плавках, что создает определенные технические проблемы при легировании алюминиевых сплавов.The disadvantages of the known solutions, including technical problems, are the limited content of molybdenum to about 22 wt. % in the ligature, the difficulty in its production, as well as the limitation of its use in aluminum antifriction alloys due to the presence of iron, the level of which cannot be reduced to zero, since its introduction occurs involuntarily in the manufacture of the melt. In addition, the use of this cast ligature does not guarantee the uniform distribution of alloying components in the finished ingot and the stability of the compositions of melted alloys in different melts, which creates certain technical problems when alloying aluminum alloys.

Предложенное техническое решение ставит своей задачей устранение указанных технических проблем и позволяет получить технический результат - техническое расширение эксплуатационных возможностей лигатуры для использования в алюминиевых сплавах, в том числе и для антифрикционных алюминиевых сплавов за счет улучшения распределения и увеличения скорости растворения легирующих компонентов в расплаве, повышения стабильности составов выплавленных сплавов в разных плавках с целью получения более точного и гомогенного их содержания во всем объеме расплава и готового слитка путем повышения содержания молибдена в лигатуре, полного исключения или существенного снижения количества железа в лигатуре, и применения технологии искрового плазменного спекания для консолидации порошков компонентов лигатуры с добавлением меди.The proposed technical solution aims at eliminating the specified technical problems and allows to obtain a technical result - the technical expansion of the operational capabilities of the ligature for use in aluminum alloys, including antifriction aluminum alloys by improving the distribution and increasing the dissolution rate of alloying components in the melt, increasing stability compositions of smelted alloys in different melts in order to obtain a more accurate and homogeneous content in the entire volume of the melt and the finished ingot by increasing the molybdenum content in the ligature, completely eliminating or significantly reducing the amount of iron in the ligature, and using spark plasma sintering technology to consolidate the ligature component powders with the addition of copper.

Технический результат достигается спеченной лигатурой из порошковых материалов для легирования алюминиевых сплавов, включающей молибден, медь и алюминий в следующем их соотношении, мас. %: молибден 40-50; медь 4,0-4,5; алюминий - остальное.The technical result is achieved by a sintered alloy of powder materials for alloying aluminum alloys, including molybdenum, copper and aluminum in the following ratio, wt. %: molybdenum 40-50; copper 4.0-4.5; aluminum - the rest.

Изобретение охарактеризовано следующим образом.The invention is characterized as follows.

Спеченная лигатура из порошковых материалов для легирования алюминиевых сплавов включает, мас. %:Sintered alloy of powder materials for alloying aluminum alloys includes, by weight. %:

молибден 40-50;molybdenum 40-50;

медь 4,0-4,5;copper 4.0-4.5;

алюминий - остальное.aluminum - the rest.

Использование порошков молибдена, меди и алюминия в качестве исходных материалов позволяет изготавливать спеченную лигатуру с точным содержанием компонентов, а также исключить или снизить наличие значимого количества железа в ней. Поскольку для алюминиевых антифрикционных сплавов железо является вредной примесью, то его устранение из лигатуры позволяет расширить ее эксплуатационные возможности для использования в антифрикционных сплавах.The use of molybdenum, copper and aluminum powders as starting materials makes it possible to produce sintered ligature with the exact content of components, as well as to eliminate or reduce the presence of a significant amount of iron in it. Since iron is a harmful impurity for aluminum antifriction alloys, its elimination from the ligature allows us to expand its operational capabilities for use in antifriction alloys.

Консолидация порошкообразных компонентов лигатуры осуществляется с помощью технологии искрового плазменного спекания (Spark Plasma Sintering). Эта технология позволяет контролировать размер зерен при спекании, сохранить структуру исходных порошков, получить однородные микроструктуры в лигатуре, применить низкие значения давления при спекании по сравнению с другими подобными методами, что значительно повышает пористость и площадь поверхности лигатуры. Таким образом, применение данной технологии спекания для консолидации исходных порошков дает возможность получать спеченную лигатуру с гомогенным распределением компонентов во всем ее объеме и с большой поверхностью контакта с расплавом, ускоряя растворение лигатуры в расплаве, что, в свою очередь, приводит к сокращению процесса выплавки сплава, повышению стабильности химических составов сплава в разных плавках и снижению затрат электроэнергии.The consolidation of the powdered components of the ligature is carried out using spark plasma sintering technology (Spark Plasma Sintering). This technology allows you to control the grain size during sintering, to preserve the structure of the initial powders, to obtain uniform microstructures in the ligature, to apply low values of pressure during sintering in comparison with other similar methods, which significantly increases the porosity and surface area of the ligature. Thus, the use of this sintering technology to consolidate the initial powders makes it possible to obtain a sintered ligature with a homogeneous distribution of components in its entire volume and with a large contact surface with the melt, accelerating the dissolution of the ligature in the melt, which, in turn, reduces the alloy smelting process , increasing the stability of the chemical compositions of the alloy in different melts and reducing energy costs.

Добавление к основным компонентам (молибден и алюминий) порошка меди в количестве 4,0-4,5 мас. % увеличивает механическую прочность спеченной лигатуры за счет улучшения адгезии между частицами меди, алюминия и молибдена при сохранении повышенной пористости. Кроме того, указанная масса меди будет дополнять необходимое количество этого элемента, который присутствует в составе большинства антифрикционных алюминиевых сплавов.The addition to the main components (molybdenum and aluminum) of copper powder in an amount of 4.0-4.5 wt. % increases the mechanical strength of sintered ligatures due to improved adhesion between particles of copper, aluminum and molybdenum while maintaining increased porosity. In addition, the indicated mass of copper will complement the required amount of this element, which is present in most anti-friction aluminum alloys.

Совместное применение порошковых компонентов лигатуры и технологии искрового плазменного спекания позволяет изготавливать спеченную лигатуру, не имеющую ограничения по содержанию молибдена в алюминии, как это имеет место при получении литой лигатуры. Благодаря этому возможно изготавливать спеченную из порошковых материалов лигатуру, содержащую большое количество молибдена (40-50 мас. %) в алюминиевой матрице, что увеличивает эффективность использования лигатуры за счет уменьшения ее расхода для достижения требуемого содержания молибдена в расплаве. Кроме того, применение одной лигатуры Al-Mo-Cu позволяет заменить использование двух двойных литых лигатур Al-Cu и Аl-Мо.The combined use of the powder components of the ligature and the technology of spark plasma sintering makes it possible to produce sintered ligature that does not have a restriction on the content of molybdenum in aluminum, as is the case with cast ligatures. Due to this, it is possible to produce a ligature sintered from powder materials containing a large amount of molybdenum (40-50 wt.%) In an aluminum matrix, which increases the efficiency of using the ligature by reducing its consumption to achieve the required molybdenum content in the melt. In addition, the use of one Al-Mo-Cu ligature allows replacing the use of two double cast Al-Cu and Al-Mo ligatures.

Промышленную применимость предлагаемого изобретения подтверждают следующие примеры конкретного выполнения.The industrial applicability of the invention is confirmed by the following examples of specific performance.

Как пример рассматривается изготовление двух спеченных порошковых лигатур и применение литой лигатуры, изготовленной по описанию прототипа, для отливки цилиндрических слитков диаметром 100 мм и высотой 500 мм из сплава Аl-1Мо. Для получения данных слитков требуется расплавить в открытой высокочастотной индукционной печи 12 кг сплава, содержащего 120 г Мо.As an example, we consider the manufacture of two sintered powder ligatures and the use of cast ligatures made according to the description of the prototype for casting cylindrical ingots with a diameter of 100 mm and a height of 500 mm from Al-1Mo alloy. To obtain these ingots, it is required to melt 12 kg of the alloy containing 120 g of Mo in an open high-frequency induction furnace.

В качестве применяемых лигатур использовались: 1 - спеченная лигатура АlМо40Сu4; 2 - спеченная лигатура АlМо50Сu4,5; 3 - литая лигатура (прототип) АlМо23Сu2.The following alloys were used: 1 - sintered AlMo40Cu4 ligature; 2 - sintered AlMo50Cu4.5 ligature; 3 - cast ligature (prototype) AlMo23Cu2.

С целью выяснения стабильности легирования для каждого примера отливалось три слитка, отличающихся временем выдержки расплава после растворения лигатуры: две из них выдерживались по 10 минут, а третья - 22 минуты.In order to determine the stability of alloying for each example, three ingots were cast, differing in the melt holding time after dissolution of the ligature: two of them were aged for 10 minutes, and the third - 22 minutes.

Пример 1Example 1

Для приготовления спеченной лигатуры АlМо40Сu4 использовали следующие порошковые материалы при следующем соотношении компонентов, мас. %: молибден 40, медь 4,0 и алюминий - остальное.To prepare the sintered AlMo40Cu4 alloy, the following powder materials were used in the following ratio of components, wt. %: molybdenum 40, copper 4.0 and aluminum - the rest.

Порошки компонентов перемешиваются в шаровой мельнице в изопропиловом спирте вместе с шариками из твердого сплава до их полной механической активации с последующей сушкой в вакуумном шкафу при температуре 90°С до получения порошкообразной массы - шихты. Далее полученная шихта просеивается через сито размером 100 мкм, затем загружают 20 г полученной массы в графитовую матрицу для искрового плазменного спекания с целью получения диска диаметром 40 мм и высотой ~ 4 мм. Процесс спекания проводится при температуре 400°С без выдержки и давлении 48 МПа.The powders of the components are mixed in a ball mill in isopropyl alcohol together with hard alloy balls until they are completely mechanically activated, followed by drying in a vacuum oven at a temperature of 90 ° C to obtain a powder mass - a mixture. Next, the resulting mixture is sieved through a 100 μm sieve, then 20 g of the resulting mass are loaded into a graphite matrix for spark plasma sintering in order to obtain a disk with a diameter of 40 mm and a height of ~ 4 mm. The sintering process is carried out at a temperature of 400 ° C without exposure and a pressure of 48 MPa.

Результаты определения химического состава полученной спеченной лигатуры приведены в таблице 1, а показатели пористости и предела прочности спеченных дисков приводится в таблице 2.The results of determining the chemical composition of the obtained sintered alloys are shown in table 1, and the porosity and tensile strength of the sintered discs are given in table 2.

Затем полученные диски из спеченной лигатуры использовали при отливке цилиндрических слитков из сплава Аl-1Мо. Для отливки одного слитка потребуется 300 грамм спеченной лигатуры АlМо40Сu4 на 11,7 кг расплавленного алюминия. Then, the obtained disks from sintered alloys were used in casting cylindrical ingots from Al-1Mo alloy. For casting one ingot, 300 grams of sintered AlMo40Cu4 ligature per 11.7 kg of molten aluminum will be required.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Испытания показали, что растворение необходимой массы лигатуры А1Мо40Си4 происходит через 8 минут после ее ввода в расплав, таблица 3. После этого расплав заливали в изложницу.Tests have shown that the dissolution of the required mass of A1Mo40Ci4 ligature occurs 8 minutes after it is introduced into the melt, table 3. After that, the melt was poured into the mold.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

После затвердевания проводился химический анализ в трех местах слитка на расстоянии 50, 250 и 450 мм от его дна. Результаты по распределению молибдена в сечениях слитка приводятся в таблице 4. Распределение железа по слитку было относительно равномерным и находится в интервале 0,07-0,1 мас. %.After hardening, a chemical analysis was carried out in three places of the ingot at a distance of 50, 250 and 450 mm from its bottom. The results on the distribution of molybdenum in cross sections of the ingot are given in table 4. The distribution of iron over the ingot was relatively uniform and is in the range of 0.07-0.1 wt. %

Пример 2Example 2

По аналогии с примером 1 была изготовлена шихта для приготовления спеченной лигатуры АlМо50Сu4,5. Для этого использовали следующие порошковые материалы при следующем соотношении компонентов, мас. %: молибден 50, медь 4,5 и алюминий - остальное.By analogy with example 1, a mixture was prepared for the preparation of sintered AlMo50Cu4.5 ligature. For this, the following powder materials were used in the following ratio of components, wt. %: molybdenum 50, copper 4.5 and aluminum - the rest.

Далее полученная шихта просеивается через сито размером 100 мкм, затем загружают 23 г полученной массы в графитовую матрицу для искрового плазменного спекания для получения диска диаметром 40 мм и высотой ~ 4 мм. Процесс спекания проводится при температуре 400°С без выдержки и давлении 48 МПа.Next, the resulting mixture is sieved through a 100 μm sieve, then 23 g of the resulting mass is loaded into a graphite matrix for spark plasma sintering to obtain a disk with a diameter of 40 mm and a height of ~ 4 mm. The sintering process is carried out at a temperature of 400 ° C without exposure and a pressure of 48 MPa.

Результаты определения химического состава полученной спеченной лигатуры приведены в таблице 1, а показатели пористости и предела прочности спеченных дисков приводятся в таблице 2.The results of determining the chemical composition of the obtained sintered alloys are shown in table 1, and the porosity and tensile strength of the sintered discs are given in table 2.

Затем полученные диски из спеченной лигатуры использовали при отливке цилиндрических слитков из сплава Аl-1Мо. Для отливки одного слитка потребуется 240 грамм спеченной лигатуры АlМо50Сu4,5 на 11,76 кг расплавленного алюминия. Испытания показали, что растворение необходимой массы лигатуры АlМо50Сu4,5 происходит через 11 минут после ее ввода в расплав, таблица 3. После этого расплав заливали в изложницу.Then, the obtained disks from sintered alloys were used in casting cylindrical ingots from Al-1Mo alloy. For casting one ingot, 240 grams of sintered AlMo50Cu4.5 ligature per 11.76 kg of molten aluminum will be required. Tests have shown that the dissolution of the required mass of AlMo50Cu4.5 ligature occurs 11 minutes after it is introduced into the melt, table 3. After that, the melt was poured into the mold.

После затвердевания проводился химический анализ в трех местах слитка на расстоянии 50, 250 и 450 мм от его дна. Результаты по распределению молибдена в сечениях слитка приводятся в таблице 4. Распределение железа по слитку было относительно равномерным и находится в интервале 0,07-0,1 мас. %.After hardening, a chemical analysis was carried out in three places of the ingot at a distance of 50, 250 and 450 mm from its bottom. The results on the distribution of molybdenum in cross sections of the ingot are given in table 4. The distribution of iron over the ingot was relatively uniform and is in the range of 0.07-0.1 wt. %

Пример 3Example 3

Для сравнения полученных спеченных лигатур было необходимо изготовить отливки цилиндрических слитков из сплава Аl-1Мо с применением литой лигатуры. Для осуществления данного примера была использована литая лигатура АlМо23Сu2, изготовлена по описанию прототипа. Для ее изготовления использовали порошковые материалы при следующем соотношении компонентов, мас. %: молибден 23, медь 2 и алюминий - остальное, что соответствует следующим атомным процентам: 7,86% молибден, 1,03% медь и 91,11% алюминий. Результаты определения химического состава данной лигатуры приведены в таблице 1.To compare the obtained sintered ligatures, it was necessary to produce castings of cylindrical ingots from Al-1Mo alloy using cast ligatures. To implement this example, a cast alloy AlMo23Cu2 was used, made according to the description of the prototype. For its manufacture, powder materials were used in the following ratio of components, wt. %: molybdenum 23, copper 2 and aluminum - the rest, which corresponds to the following atomic percentages: 7.86% molybdenum, 1.03% copper and 91.11% aluminum. The results of determining the chemical composition of this ligature are shown in table 1.

Для отливки одного слитка потребуется 522 грамма лигатуры АlМо23Сu2 на 11,35 кг расплавленного алюминия. Испытания показали, что растворение необходимой массы лигатуры АlМо23Сu2 происходит через 36 минут после ее ввода в расплав, таблица 3. После этого расплав заливали в изложницу.For casting one ingot, 522 grams of AlMo23Cu2 ligature per 11.35 kg of molten aluminum will be required. Tests have shown that the dissolution of the required mass of AlMo23Cu2 ligature occurs 36 minutes after it is introduced into the melt, table 3. After that, the melt was poured into the mold.

После затвердевания проводился химический анализ в трех местах слитка на расстоянии 50, 250 и 450 мм от его дна. Результаты по распределению молибдена в сечениях слитка приводятся в таблице 4. Распределение железа по слитку было относительно равномерным, и находится в интервале 0,14-0,17 мас. %.After hardening, a chemical analysis was carried out in three places of the ingot at a distance of 50, 250 and 450 mm from its bottom. The results on the distribution of molybdenum in cross sections of the ingot are given in table 4. The distribution of iron over the ingot was relatively uniform, and is in the range of 0.14-0.17 wt. %

Полученные результаты исследования лигатур и слитков показали, что использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить содержание молибдена в лигатуре до 40-50 мас. %, увеличить скорость растворения и улучшить распределение легирующих компонентов в расплаве, повысить стабильность составов выплавленных сплавов в разных плавках, получить более точное и гомогенное содержание легирующего компонента во всем объеме готового слитка, полностью исключить количество железа в лигатуре и, тем самым, существенно снизить количество железа в слитках до 0,07-0,1 мас. %.The results of the study of ligatures and ingots showed that the use of the invention allows to increase the molybdenum content in the ligature to 40-50 wt. %, increase the dissolution rate and improve the distribution of alloying components in the melt, increase the stability of the compositions of the alloyed alloys in different melts, obtain a more accurate and homogeneous content of the alloying component in the entire volume of the finished ingot, completely eliminate the amount of iron in the ligature and, thereby, significantly reduce the amount iron ingots up to 0.07-0.1 wt. %

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в независимом пункте формулы изобретения, обеспечивает достижение заявленного технического результата - техническое расширение эксплуатационных возможностей лигатуры для использования в алюминиевых сплавах, в том числе и для антифрикционных алюминиевых сплавов за счет улучшения распределения и увеличения скорости растворения легирующих компонентов в расплаве, повышения стабильности составов выплавленных сплавов в разных плавках с целью получения более точного и гомогенного их содержания во всем объеме расплава и готового слитка путем повышения содержания молибдена в лигатуре, полного исключения или существенного снижения количества железа в лигатуре, и применения технологии искрового плазменного спекания для консолидации порошков компонентов лигатуры с добавлением меди.Thus, the claimed combination of essential features, reflected in the independent claim, ensures the achievement of the claimed technical result - technical expansion of the operational capabilities of the ligature for use in aluminum alloys, including for antifriction aluminum alloys due to improved distribution and increased dissolution rate of alloying components in the melt, to increase the stability of the compositions of melted alloys in different melts in order to obtain a more accurate and homogeneous content in the entire volume of the melt and the finished ingot by increasing the molybdenum content in the ligature, completely eliminating or significantly reducing the amount of iron in the ligature, and using spark plasma sintering technology for the consolidation of powders of ligature components with the addition of copper.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the formula are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary characteristics, unknown at the priority date from the prior art and sufficient to obtain the required synergistic (super-total) technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение при его осуществлении предназначен для производства лигатур на основе алюминия для легирования сплавов на основе алюминия с содержанием тугоплавких металлов, а также для получения точного содержания компонентов в отливках;- the object embodying the claimed technical solution in its implementation is intended for the production of aluminum-based alloys for alloying aluminum-based alloys containing refractory metals, as well as to obtain the exact content of components in castings;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form described in the formula, the possibility of its implementation using the methods and methods described above or known from the prior art on the priority date is confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательный уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the patentability criteria of “novelty”, “inventive step” and “industrial applicability” under applicable law.

Claims (1)

Спеченная лигатура из порошковых материалов для легирования алюминиевых сплавов, включающая молибден, медь и алюминий, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем их соотношении, мас. %: молибден 40-50; медь 4,0-4,5; алюминий - остальное.Sintered alloy of powder materials for alloying aluminum alloys, including molybdenum, copper and aluminum, characterized in that it contains components in the following ratio, wt. %: molybdenum 40-50; copper 4.0-4.5; aluminum - the rest.
RU2019129345A 2019-09-18 2019-09-18 Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys RU2725498C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129345A RU2725498C1 (en) 2019-09-18 2019-09-18 Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129345A RU2725498C1 (en) 2019-09-18 2019-09-18 Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725498C1 true RU2725498C1 (en) 2020-07-02

Family

ID=71510181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129345A RU2725498C1 (en) 2019-09-18 2019-09-18 Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725498C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2307250A1 (en) * 1972-02-14 1973-08-23 Nippon Light Metal Res Lab Ltd ALUMINUM TITANIUM BORON NUMBER ALLOY AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION
RU2082799C1 (en) * 1994-08-09 1997-06-27 Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method of producing the molybdenum-containing master alloys
US20030185701A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Sahoo Kanai L. Process for the production of Al-Fe-V-Si alloys
RU2232827C1 (en) * 2003-02-03 2004-07-20 Южно-Уральский государственный университет Method of preparation of ligature of aluminum- refractory metal
CN104532072A (en) * 2014-12-23 2015-04-22 内蒙古科技大学 Al-ETM-LTM-TE aluminum-based amorphous alloy and preparation method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2307250A1 (en) * 1972-02-14 1973-08-23 Nippon Light Metal Res Lab Ltd ALUMINUM TITANIUM BORON NUMBER ALLOY AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION
RU2082799C1 (en) * 1994-08-09 1997-06-27 Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Method of producing the molybdenum-containing master alloys
US20030185701A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Sahoo Kanai L. Process for the production of Al-Fe-V-Si alloys
RU2232827C1 (en) * 2003-02-03 2004-07-20 Южно-Уральский государственный университет Method of preparation of ligature of aluminum- refractory metal
CN104532072A (en) * 2014-12-23 2015-04-22 内蒙古科技大学 Al-ETM-LTM-TE aluminum-based amorphous alloy and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6499546B2 (en) Ni-based superalloy powder for additive manufacturing
US9085815B2 (en) Magnesium alloy for room temperature and manufacturing method thereof
JP5342810B2 (en) Method for producing Al-based alloy sputtering target material
RU2673270C2 (en) Composition of aluminum alloy with improved mechanical properties at increased temperature
CN112391562B (en) Aluminum alloy and preparation method thereof
JP6850223B2 (en) Ni-based superalloy powder for laminated molding
CN101857934B (en) Heat-resistant magnesium alloy and preparation method thereof
JP2012197491A (en) High strength magnesium alloy and method of manufacturing the same
CN106521274A (en) High-strength Mg-Li-Al-Y-Ca alloy and preparation method thereof
JP2009203545A (en) Zn ALLOY FOR DIE CASTING, AND METHOD FOR PRODUCING DIE-CAST MEMBER USING THE Zn ALLOY FOR DIE CASTING
JP2021507088A5 (en)
RU2725498C1 (en) Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys
RU2725494C1 (en) Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys
JP6993646B2 (en) Inoculant for cast iron
RU2725496C1 (en) Sintered ligature from powder materials for alloying aluminum alloys
JP6741153B2 (en) Partially diffused alloy steel powder
JPS63312901A (en) Heat resistant high tensile al alloy powder and composite ceramics reinforced heat resistant al alloy material using said powder
RU2644834C1 (en) Method for producing metal-ceramic powder composition
JP7202020B2 (en) Iron-copper alloy ingot and method for producing the same
CN103305737B (en) Grain refinement type cast magnesium alloy and preparation method thereof
WO2012023475A1 (en) CrTi-BASED ALLOY AND SPUTTERING TARGET MATERIAL, PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING MEDIUM, AND PROCESSES FOR PRODUCING SAME
JP2005298871A (en) Aluminum alloy for plastic working, and its manufacturing method
JP2019525998A (en) High thermal conductivity iron-copper alloy and method for producing the same
RU2613234C2 (en) Cast brass
JP2010275218A (en) Dental alloy material and production method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210728

Effective date: 20210728