RU2750658C1 - Method for producing aluminum alloy reinforced with boron carbide - Google Patents
Method for producing aluminum alloy reinforced with boron carbide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750658C1 RU2750658C1 RU2020141495A RU2020141495A RU2750658C1 RU 2750658 C1 RU2750658 C1 RU 2750658C1 RU 2020141495 A RU2020141495 A RU 2020141495A RU 2020141495 A RU2020141495 A RU 2020141495A RU 2750658 C1 RU2750658 C1 RU 2750658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron carbide
- melt
- crucible
- temperature
- aluminum
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1005—Pretreatment of the non-metallic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к плавке и литью сплавов цветных металлов, и предназначено для изготовления композиционных материалов на основе алюминиевого сплава.The invention relates to the field of metallurgy, mainly to the melting and casting of non-ferrous metal alloys, and is intended for the manufacture of composite materials based on an aluminum alloy.
Известен способ получения алюминиевого сплава, армированного боридом лантана (заявка на патент Китая №102534314, опубл. 04.07.2012), включающий следующие стадии: плавление в плавильной печи технически чистого алюминия, кристаллического кремния, и лигатуры алюминий-бор при температуре от 800 до 1200°С с выдержкой от 5 до 10 минут, последующее добавление технически чистого лантана и выдержку в течение от 10 до 15 минут, рафинирование и разливку полученного сплава. A known method of producing an aluminum alloy reinforced with lanthanum boride (Chinese patent application No. 102534314, publ. 07/04/2012), including the following stages: melting in a melting furnace of commercially pure aluminum, crystalline silicon, and aluminum-boron ligatures at temperatures from 800 to 1200 ° С with holding from 5 to 10 minutes, then adding technically pure lanthanum and holding for 10 to 15 minutes, refining and casting the obtained alloy.
Недостатком технического решения является высокие безвозвратные потери лантана, а также его неравномерное распределение в полученном алюминиевом сплаве, поскольку в способе использован технически чистый лантан, после добавления которого, проводят его выдержку в сплаве в течение от 10 до 15 минут, в ходе которой лантан опускается на подину печи. The disadvantage of the technical solution is the high irrecoverable losses of lanthanum, as well as its uneven distribution in the obtained aluminum alloy, since the method uses technically pure lanthanum, after adding which, it is held in the alloy for 10 to 15 minutes, during which the lanthanum is lowered to the bottom of the oven.
Известен способ получения алюминиевого композиционного сплава, (заявка на патент США № 2013189151, опубл. 25.07.2013), включающий ввод в расплав алюминия армирующих частиц посредством их вдувания с использованием газа-носителя одного из компонентов: борида титана, карбида титана, ванадия или циркония, последующую выдержку при температуре от 750 до 1200°С в течение от 5 до 60 минут, разливку полученного сплава и его кристаллизацию.A known method of producing an aluminum composite alloy (US patent application No. 2013189151, publ. 07/25/2013), including the introduction of reinforcing particles into the aluminum melt by injection using a carrier gas of one of the components: titanium boride, titanium carbide, vanadium or zirconium , subsequent holding at a temperature of 750 to 1200 ° C for 5 to 60 minutes, casting the resulting alloy and its crystallization.
Недостатком технического решения является достаточно большие безвозвратными потери алюминия, а также ванадия и циркония, так как при получении алюминиевого композиционного сплава проводят выдержку при высоких температурах (до 1200°С) при времени выдержки до 60 минут. The disadvantage of the technical solution is the rather large irrecoverable loss of aluminum, as well as vanadium and zirconium, since when obtaining an aluminum composite alloy, exposure is carried out at high temperatures (up to 1200 ° C) with a holding time of up to 60 minutes.
Известен способ получения композиционного сплава на основе алюминия (заявка на патент Китая №1540019, опубл. 27.10.2004), включающий смешивание порошка алюминия, оксида титана и углерода, последующее измельчение порошков в планетарной мельнице, предварительный нагрев полученной смеси при температуре от 100 до 150°С в атмосфере аргона и последующий ее ввод в расплав алюминия при температуре от 800 до 1200°С, выдержку расплава от 3 до 10 минут при непрерывном перемешивании, рафинирование, дегазацию и разливку полученного сплава в изложницы. A known method of producing a composite alloy based on aluminum (patent application China No. 1540019, publ. 27.10.2004), including mixing powder of aluminum, titanium oxide and carbon, subsequent grinding of the powders in a planetary mill, preheating the resulting mixture at a temperature of 100 to 150 ° C in an argon atmosphere and its subsequent introduction into the aluminum melt at a temperature of 800 to 1200 ° C, holding the melt for 3 to 10 minutes with continuous stirring, refining, degassing and pouring the resulting alloy into molds.
Недостатком известного технического решения является его многостадийность, поскольку в способе использованы предварительные энергоемкие операции: измельчение порошков после их смешивания, а также предварительный нагрев полученной смеси в атмосфере аргона. Кроме того, описанный способ характеризуется достаточно большими безвозвратными потерями алюминия, так как при получении алюминиевого композиционного сплава проводят выдержку при высоких температурах (до 1200°С). The disadvantage of the known technical solution is its multistage nature, since the method uses preliminary energy-intensive operations: grinding the powders after mixing them, as well as preheating the resulting mixture in an argon atmosphere. In addition, the described method is characterized by rather large irrecoverable losses of aluminum, since when obtaining an aluminum composite alloy, exposure is carried out at high temperatures (up to 1200 ° C).
Известен способ получения литого композиционного материала на основе алюминиевого сплава (патент РФ №2353475, опубл. 27.04.2009), включающий смешивание в размольно-смесительном устройстве порошков матричного компонента из алюминиевого сплава Al+3% Mg и армирующих дискретных керамических частиц карбида кремния, брикетирование смеси под давлением от 28 до 35 МПа и введение полученных брикетов в расплав алюминиевого сплава Al+3% Mg при температуре 850±10°С в количестве, необходимом для получения заданной концентрации армирующих дискретных керамических частиц в указанном расплаве, после чего проводят выдержку в течение от 20 до 30 минут для протекания процессов распределения керамических частиц по объему расплава указанного алюминиевого сплава, затем осуществляют перемешивание и разливку. A known method of producing a cast composite material based on an aluminum alloy (RF patent No. 2353475, publ. 04/27/2009), including mixing in a grinding-mixing device powders of a matrix component from an aluminum alloy Al + 3% Mg and reinforcing discrete ceramic particles of silicon carbide, briquetting mixture under pressure from 28 to 35 MPa and the introduction of the obtained briquettes into the melt of the aluminum alloy Al + 3% Mg at a temperature of 850 ± 10 ° C in the amount necessary to obtain a given concentration of reinforcing discrete ceramic particles in the specified melt, after which holding is carried out for from 20 to 30 minutes for the processes of distribution of ceramic particles over the volume of the melt of the specified aluminum alloy, then stirring and casting are carried out.
Недостатком известного технического решения является его многостадийность, и сложность аппаратурного оформления, поскольку в способе использованы предварительные энергоемкие операции: смешивание порошков и брикетирование полученной смеси под давлением от 28 до 35 МПа. Кроме того, литой композиционный материал на основе алюминиевого сплава, полученный по описанному способу, может характеризоваться не равномерным распределением армирующих частиц, поскольку вводимые в расплав брикеты опускается на подину печи. The disadvantage of the known technical solution is its multistage nature, and the complexity of the hardware design, since the method uses preliminary energy-intensive operations: mixing powders and briquetting the resulting mixture under a pressure of 28 to 35 MPa. In addition, the cast aluminum alloy-based composite material obtained according to the described method may be characterized by an uneven distribution of reinforcing particles, since the briquettes introduced into the melt sink to the hearth of the furnace.
Известен способ получения композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного карбидом бора В4С (патент РФ №2639088, опубл. 19.12.2017), принятый за прототип, включающий плавление алюминия и меди технической чистоты в графито-шамотном тигле в электрической печи сопротивления, введение в расплав при температуре от 850 до 950°С частиц В4С размером от 1 до 20 мкм путем механического замешивания со скоростью вращения 450 об/мин с помощью четырехлопастной титановой лопатки и заливки расплава в матрицу с последующей кристаллизацией под давлением от 50 до 200 МПа.A known method of producing a composite material based on an aluminum alloy reinforced with boron carbide B 4 C (RF patent No. 2639088, publ. 19.12.2017), taken as a prototype, including melting aluminum and copper of technical purity in a graphite-fireclay crucible in an electric resistance furnace, introduction into the melt at a temperature of 850 to 950 ° C of B 4 C particles with a size of 1 to 20 microns by mechanical mixing at a rotation speed of 450 rpm using a four-blade titanium blade and pouring the melt into a matrix followed by crystallization under a pressure of 50 to 200 MPa.
Недостатком известного технического решения является неравномерное распределение упрочняющих частиц карбида бора в полученном алюминиевом сплаве, поскольку при скорости вращения лопасти мешалки 450 об/мин возникают завихрения и налипание агломератов частиц на лопасти и боковые стенки тигля, а также возникают очаги скопления частиц карбида бора. Кроме того, способ характеризуется низким качественным переходом карбида бора в сплав от исходного содержания его при загрузке из-за резкого нагрева частиц при их вводе в расплав при температуре от 850 до 950°С. The disadvantage of the known technical solution is the uneven distribution of the strengthening particles of boron carbide in the obtained aluminum alloy, since at a speed of rotation of the stirrer blade of 450 rpm, vortices and adhesion of particle agglomerates to the blades and side walls of the crucible occur, as well as foci of accumulation of boron carbide particles. In addition, the method is characterized by a low quality transition of boron carbide into the alloy from its initial content during loading due to the sharp heating of the particles when they are introduced into the melt at temperatures from 850 to 950 ° C.
Техническим результатом является повышение степени усвоения частиц карбида бора при снижении неоднородности микроструктуры получаемого сплава. The technical result is to increase the degree of assimilation of boron carbide particles while reducing the heterogeneity of the microstructure of the resulting alloy.
Технический результат достигается тем, что частицы карбида бора предварительно нагревают при температуре от 200 до 250°С в течение не менее 20 минут, после чего осуществляют их ввод в расплав через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя, а после их ввода осуществляют механическое замешивание при скорости вращения лопасти мешалки от 250 до 350 об/мин, после проведения реакции расплав разливают в изложницы, после чего проводят его принудительное охлаждение со скоростью от 10 до 25 град/мин. The technical result is achieved by the fact that boron carbide particles are preheated at a temperature of 200 to 250 ° C for at least 20 minutes, after which they are introduced into the melt through a feeder to the bottom of the crucible by injection using a carrier gas, and then input, mechanical mixing is carried out at a speed of rotation of the stirrer blade from 250 to 350 rpm, after the reaction, the melt is poured into molds, after which it is forcedly cooled at a speed of 10 to 25 deg / min.
Способ осуществляется следующим образом. The method is carried out as follows.
В графито-шамотный тигель загружают слитки алюминия и меди, затем погружают тигель в электрическую печь сопротивления с целью расплавления слитков. Параллельно с этим осуществляют предварительную подготовку частиц карбида бора посредством их нагрева при температуре от 200 до 250°С в течение не менее 20 минут. После чего в расплав при температуре от 850 до 950°С вводят предварительно подготовленные частицы карбида бора через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя, и после ввода осуществляют их механическое замешивание с помощью четырехлопастной титановой лопасти при скорости вращения лопасти мешалки от 250 до 350 об/мин. В качестве газа-носителя может быть использован инертный газ, например аргон или азот. После проведения реакции полученный расплав разливают в изложницы, после чего проводят его принудительное охлаждение со скоростью от 15 до 20 град/мин. Ingots of aluminum and copper are loaded into a graphite-chamotte crucible, then the crucible is immersed in an electric resistance furnace in order to melt the ingots. In parallel with this, the boron carbide particles are pre-prepared by heating them at a temperature of 200 to 250 ° C for at least 20 minutes. After that, preliminarily prepared boron carbide particles are introduced into the melt at a temperature of 850 to 950 ° C through a feeder to the bottom of the crucible by injection using a carrier gas, and after the introduction, they are mechanically mixed using a four-blade titanium blade at a speed of rotation of the stirrer blade from 250 to 350 rpm. An inert gas such as argon or nitrogen can be used as the carrier gas. After the reaction, the resulting melt is poured into molds, after which it is forced to cool at a rate of 15 to 20 deg / min.
Температура, при которой происходит приготовление сплава, задана из диапазона от 850 до 950°С. Заданный диапазон температур объясняется устойчивым и равномерным распределением эвтектик Al-Cu. С понижением температуры ниже 850°С не достигается повышение степени усвоения частиц карбида бора, а также не достигается их равномерное распределения из-за интенсивного формирования композиционного каркаса алюминиевой матрицы, который затрудняет распределения соседних частиц по всему объему расплава. При повышении температуры выше 950°С образуются очаги скопления и слипания частиц между собой, кроме того, при этой температуре возможен переход и образование карбида алюминия, что отрицательно сказывается на механических свойствах полученного сплава.The temperature at which the alloy is prepared is set from the range from 850 to 950 ° C. The specified temperature range is explained by the stable and uniform distribution of Al-Cu eutectics. With a decrease in temperature below 850 ° C, an increase in the degree of assimilation of boron carbide particles is not achieved, and also their uniform distribution is not achieved due to the intensive formation of the composite frame of the aluminum matrix, which complicates the distribution of neighboring particles throughout the entire volume of the melt. When the temperature rises above 950 ° C, centers of accumulation and adhesion of particles between themselves are formed, in addition, at this temperature, the transition and formation of aluminum carbide is possible, which negatively affects the mechanical properties of the resulting alloy.
Предварительный нагрев частиц карбида бора при температуре от 200 до 250°С в течение не менее 20 минут осуществляют для повышения степени усвоения частиц карбида бора и образования каркаса в алюминиевой матрице. При нагреве частиц при температуре менее 200°С в течение менее 20 минут не происходит повышение степени усвоения частиц карбида бора и не происходит равномерное формирование кристаллитов из-за образования искаженного каркаса получаемого сплава. Кроме того, при нагреве менее 20 минут в полученном сплаве имеются очаги жидко-твердого состояния с нераспределенными структурами композитов. При нагреве при температуре более 250°С происходит разрушение и размывание микроструктур возле центров кристаллизации и частиц карбида бора. Preheating of boron carbide particles at a temperature of 200 to 250 ° C for at least 20 minutes is carried out to increase the degree of assimilation of boron carbide particles and the formation of a framework in the aluminum matrix. When the particles are heated at a temperature of less than 200 ° C for less than 20 minutes, the degree of assimilation of boron carbide particles does not increase and crystallites do not form uniformly due to the formation of a distorted framework of the resulting alloy. In addition, when heated for less than 20 minutes, the resulting alloy contains pockets of a liquid-solid state with non-distributed composite structures. When heated at a temperature of more than 250 ° C, destruction and erosion of microstructures near the centers of crystallization and boron carbide particles occurs.
Ввод частиц карбида бора в расплав через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя обеспечивает их дозированную подачу на лопасти мешалки и равномерное распределение частиц по объему расплава без их всплытия на поверхность и перехода в шлак, что также обеспечивает повышение степени усвоения частиц карбида бора.The introduction of boron carbide particles into the melt through a feeder to the bottom of the crucible by means of their injection with the use of a carrier gas ensures their metered supply to the stirrer blades and a uniform distribution of particles throughout the volume of the melt without floating to the surface and transferring to the slag, which also provides an increase in the degree of assimilation of particles boron carbide.
Механическое замешивание проводят при скорости вращения лопасти мешалки от 250 до 350 об/мин, что обеспечивает повышение степени усвоения частиц карбида бора, а также получение равномерной структуры получаемого сплава. При скорости вращения лопасти мешалки менее 250 об/мин возникают зоны неравномерного распределения частиц карбида бора в микрообъемах. При скорости вращения лопасти мешалки более 350 об/мин возникают завихрения и налипание агломератов частиц на мешалку и боковые стенки тигля.Mechanical mixing is carried out at a speed of rotation of the stirrer blade from 250 to 350 rpm, which provides an increase in the degree of assimilation of boron carbide particles, as well as obtaining a uniform structure of the resulting alloy. When the rotation speed of the stirrer blade is less than 250 rpm, zones of uneven distribution of boron carbide particles in microvolumes appear. At a speed of rotation of the stirrer blade of more than 350 rpm, vortices and adhesion of agglomerates of particles to the stirrer and the side walls of the crucible occur.
Принудительное охлаждение полученного сплава, разлитого в изложницы, со скоростью от 10 до 25 град/мин осуществляют для снижения неоднородности микроструктуры получаемого сплава. При скорости охлаждения менее 10 град/мин проявляется неоднородность структуры, связанная с образованием крупных зерен по краю заготовки в местах контакта тигля и расплава, при скорости охлаждения более 25 град/мин неравномерность связана с тем, что формирующиеся с большей скоростью интерметаллидные соединения разрезают иглообразными фазами алюминиевую матрицу. Forced cooling of the obtained alloy, poured into molds, at a rate of 10 to 25 deg / min is carried out to reduce the heterogeneity of the microstructure of the resulting alloy. At a cooling rate of less than 10 deg / min, heterogeneity of the structure manifests itself, associated with the formation of large grains along the edge of the workpiece at the points of contact between the crucible and the melt; at a cooling rate of more than 25 deg / min, the irregularity is associated with the fact that the intermetallic compounds formed at a higher rate are cut by needle-like phases aluminum matrix.
Способ поясняется следующими примерами. The method is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
В графито-шамотный тигель загружали слитки алюминия 237 гр. и меди 13 гр., затем погружали тигель в электрическую печь сопротивления с целью расплавления слитков. Параллельно с этим осуществляли предварительную подготовку частиц карбида бора 20 гр. посредством их нагрева при температуре 200 в течение 20 минут. После чего в расплав при температуре 850°С вводили предварительно подготовленные частицы карбида бора через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя, после чего осуществляли их механическое замешивание с помощью четырехлопастной титановой лопасти при скорости вращения лопасти мешалки 250 об/мин. После проведения реакции полученный расплав разливали в изложницы, и проводили его принудительное охлаждение со скоростью 15 град/мин. In a graphite-fireclay crucible, 237 g aluminum ingots were loaded. and copper 13 gr., then immersed the crucible in an electric resistance furnace in order to melt the ingots. In parallel with this, a preliminary preparation of 20 g boron carbide particles was carried out. by heating them at a temperature of 200 for 20 minutes. After that, preliminarily prepared boron carbide particles were introduced into the melt at a temperature of 850 ° C through a feeder to the bottom of the crucible by injection using a carrier gas, after which they were mechanically kneaded using a four-blade titanium blade at a stirrer blade rotation speed of 250 rpm. After the reaction, the resulting melt was poured into molds, and its forced cooling was carried out at a speed of 15 deg / min.
Технологические условия обеспечивают качественный переход карбида бора в сплав 97,1% от исходного содержания его при загрузке, при этом полученный сплав характеризуется однородностью микроструктуры. Technological conditions provide a qualitative transition of boron carbide into an alloy of 97.1% of its initial content during loading, while the resulting alloy is characterized by a homogeneous microstructure.
Пример 2Example 2
В графито-шамотный тигель загружали слитки алюминия 237 гр. и меди 13 гр., затем погружали тигель в электрическую печь сопротивления с целью расплавления слитков. Параллельно с этим осуществляли предварительную подготовку частиц карбида бора 20 гр. посредством их нагрева при температуре 225 в течение 22 минут. После чего в расплав при температуре 900°С вводили предварительно подготовленные частицы карбида бора через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя, после чего осуществляли их механическое замешивание с помощью четырехлопастной титановой лопасти при скорости вращения лопасти мешалки 300 об/мин. После проведения реакции полученный расплав разливали в изложницы, и проводили его принудительное охлаждение со скоростью 20 град/мин. In a graphite-fireclay crucible, 237 g aluminum ingots were loaded. and copper 13 gr., then immersed the crucible in an electric resistance furnace in order to melt the ingots. In parallel with this, a preliminary preparation of 20 g boron carbide particles was carried out. by heating them at a temperature of 225 for 22 minutes. After that, preliminarily prepared boron carbide particles were introduced into the melt at a temperature of 900 ° C through a feeder to the bottom of the crucible by injecting them using a carrier gas, after which they were mechanically kneaded using a four-blade titanium blade at a stirrer blade rotation speed of 300 rpm. After the reaction, the resulting melt was poured into molds, and its forced cooling was carried out at a rate of 20 deg / min.
Технологические условия обеспечивают качественный переход карбида бора в сплав 96,7% от исходного содержания его при загрузке, при этом полученный сплав характеризуется однородностью микроструктуры.Technological conditions provide a qualitative transition of boron carbide into an alloy of 96.7% of its initial content during loading, while the resulting alloy is characterized by a homogeneous microstructure.
Пример 3Example 3
В графито-шамотный тигель загружали слитки алюминия 237 гр. и меди 13 гр., затем погружали тигель в электрическую печь сопротивления с целью расплавления слитков. Параллельно с этим осуществляли предварительную подготовку частиц карбида бора 20 гр. посредством их нагрева при температуре 250°С в течение 24 минут. После чего в расплав при температуре 950°С вводили предварительно подготовленные частицы карбида бора через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя, после чего осуществляли их механическое замешивание с помощью четырехлопастной титановой лопасти при скорости вращения лопасти мешалки 350 об/мин. После проведения реакции полученный расплав разливали в изложницы, и проводили его принудительное охлаждение со скоростью 25 град/мин. In a graphite-fireclay crucible, 237 g aluminum ingots were loaded. and copper 13 gr., then immersed the crucible in an electric resistance furnace in order to melt the ingots. In parallel with this, a preliminary preparation of 20 g boron carbide particles was carried out. by heating them at a temperature of 250 ° C for 24 minutes. After that, preliminarily prepared boron carbide particles were introduced into the melt at a temperature of 950 ° C through a feeder to the bottom of the crucible by injecting them using a carrier gas, after which they were mechanically kneaded using a four-blade titanium blade at a stirrer blade rotation speed of 350 rpm. After the reaction, the resulting melt was poured into molds, and its forced cooling was carried out at a rate of 25 deg / min.
Технологические условия обеспечивают качественный переход карбида бора в сплав 96,5% от исходного содержания его при загрузке, при этом полученный сплав характеризуется однородностью микроструктуры.Technological conditions provide a qualitative transition of boron carbide into an alloy of 96.5% of its initial content during loading, while the resulting alloy is characterized by a homogeneous microstructure.
Кроме того, приведены примеры реализации предлагаемого способа, при технологических параметрах, взятых за пределами заявленных диапазонов.In addition, examples of the implementation of the proposed method are given, with technological parameters taken outside the stated ranges.
Пример 4Example 4
В графито-шамотный тигель загружали слитки алюминия 237 гр. и меди 13 гр., затем погружали тигель в электрическую печь сопротивления с целью расплавления слитков. Параллельно с этим осуществляли предварительную подготовку частиц карбида бора 20 гр. посредством их нагрева при температуре 180°С в течение 18 минут. После чего в расплав при температуре 800°С вводили предварительно подготовленные частицы карбида бора через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя, после чего осуществляли их механическое замешивание с помощью четырехлопастной титановой лопасти при скорости вращения лопасти мешалки 200 об/мин. После проведения реакции полученный расплав разливали в изложницы, и проводили его принудительное охлаждение со скоростью 8 град/мин. The graphite-fireclay crucible was loaded with 237 g aluminum ingots. and copper 13 gr., then immersed the crucible in an electric resistance furnace in order to melt the ingots. In parallel with this, a preliminary preparation of 20 g boron carbide particles was carried out. by heating them at a temperature of 180 ° C for 18 minutes. After that, preliminarily prepared boron carbide particles were introduced into the melt at a temperature of 800 ° C through a feeder to the bottom of the crucible by injecting them using a carrier gas, after which they were mechanically kneaded using a four-blade titanium blade at a stirrer blade rotation speed of 200 rpm. After the reaction, the resulting melt was poured into molds, and its forced cooling was carried out at a rate of 8 deg / min.
Технологические условия не обеспечивают качественный переход карбида бора в сплав, при этом полученный сплав характеризуется низкой однородностью микроструктуры.Technological conditions do not provide a qualitative transition of boron carbide into the alloy, while the resulting alloy is characterized by a low homogeneity of the microstructure.
Пример 5Example 5
В графито-шамотный тигель загружали слитки алюминия 237 гр. и меди 13 гр., затем погружали тигель в электрическую печь сопротивления с целью расплавления слитков. Параллельно с этим осуществляли предварительную подготовку частиц карбида бора 20 гр. посредством их нагрева при температуре 280°С в течение 15 минут. После чего в расплав при температуре 1000°С вводили предварительно подготовленные частицы карбида бора через питатель на дно тигля посредством их вдувания с использованием газа-носителя, после чего осуществляли их механическое замешивание с помощью четырехлопастной титановой лопасти при скорости вращения лопасти мешалки 400 об/мин. После проведения реакции полученный расплав разливали в изложницы, и проводили его принудительное охлаждение со скоростью 30 град/мин. In a graphite-fireclay crucible, 237 g aluminum ingots were loaded. and copper 13 gr., then immersed the crucible in an electric resistance furnace in order to melt the ingots. In parallel with this, a preliminary preparation of 20 g boron carbide particles was carried out. by heating them at a temperature of 280 ° C for 15 minutes. After that, preliminarily prepared boron carbide particles were introduced into the melt at a temperature of 1000 ° C through a feeder to the bottom of the crucible by injecting them using a carrier gas, after which they were mechanically kneaded using a four-blade titanium blade at a stirrer blade rotation speed of 400 rpm. After the reaction, the resulting melt was poured into molds, and its forced cooling was carried out at a rate of 30 deg / min.
Технологические условия не обеспечивают качественный переход карбида бора в сплав из-за большого количества перехода частиц в шлак.Technological conditions do not provide a high-quality transition of boron carbide into the alloy due to the large amount of particle transition into slag.
Таким образом, как показано в описании, в предлагаемом техническом решении созданы технологические условия для повышение степени усвоения частиц карбида бора с получением слитков сплава с однородной микроструктурой и равномерное распределение упрочняющих частиц карбида бора в алюминиевой матрице без ликвации. Thus, as shown in the description, in the proposed technical solution, technological conditions have been created to increase the degree of assimilation of boron carbide particles to obtain alloy ingots with a homogeneous microstructure and uniform distribution of strengthening boron carbide particles in an aluminum matrix without segregation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020141495A RU2750658C1 (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Method for producing aluminum alloy reinforced with boron carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020141495A RU2750658C1 (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Method for producing aluminum alloy reinforced with boron carbide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2750658C1 true RU2750658C1 (en) | 2021-06-30 |
Family
ID=76820275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020141495A RU2750658C1 (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Method for producing aluminum alloy reinforced with boron carbide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2750658C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116103532A (en) * | 2023-02-28 | 2023-05-12 | 南昌大学 | Trace rare earth oxide reinforced oxygen-free copper material and preparation method thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538789C1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Production of boron-bearing alumomatrix composite |
| CN104120310B (en) * | 2014-08-04 | 2016-06-15 | 山东大学 | A kind of aluminum matrix composite and preparation method thereof |
| RU2590429C1 (en) * | 2014-10-13 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии энергетического машиностроения" (ООО "ТЭМ") | Production of boron-bearing metal-matrix composite based on aluminium sheet |
| CN104131196B (en) * | 2014-07-21 | 2017-01-18 | 昆明理工大学 | Preparation method of particle reinforced aluminum matrix composite ultrasonic bell jar |
| RU2639088C1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-12-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Composite material based on aluminium boron carbide-reinforced alloy and method of its production |
-
2020
- 2020-12-16 RU RU2020141495A patent/RU2750658C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538789C1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Production of boron-bearing alumomatrix composite |
| CN104131196B (en) * | 2014-07-21 | 2017-01-18 | 昆明理工大学 | Preparation method of particle reinforced aluminum matrix composite ultrasonic bell jar |
| CN104120310B (en) * | 2014-08-04 | 2016-06-15 | 山东大学 | A kind of aluminum matrix composite and preparation method thereof |
| RU2590429C1 (en) * | 2014-10-13 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии энергетического машиностроения" (ООО "ТЭМ") | Production of boron-bearing metal-matrix composite based on aluminium sheet |
| RU2639088C1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-12-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Composite material based on aluminium boron carbide-reinforced alloy and method of its production |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116103532A (en) * | 2023-02-28 | 2023-05-12 | 南昌大学 | Trace rare earth oxide reinforced oxygen-free copper material and preparation method thereof |
| CN116103532B (en) * | 2023-02-28 | 2024-01-23 | 南昌大学 | Trace rare earth oxide reinforced oxygen-free copper material and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021018203A1 (en) | Copper-iron alloy slab non-vacuum down-drawing continuous casting production process | |
| CN107641744B (en) | A kind of alloy refining method | |
| US20190024214A1 (en) | Method for manufacturing quasicrystal and alumina mixed particulate reinforced magnesium-based composite material | |
| KR101264219B1 (en) | Mg alloy and the manufacturing method of the same | |
| CN114525425B (en) | MC type carbide reinforced nickel-based superalloy composite material, preparation method and application thereof | |
| CN113134595A (en) | Smelting furnace and smelting method for making chemical components and microstructure of magnesium alloy uniform | |
| RU2618038C2 (en) | Method for obtaining a heat-resistant alloy based on niobium | |
| RU2750658C1 (en) | Method for producing aluminum alloy reinforced with boron carbide | |
| RU2607857C1 (en) | Method of producing electrodes from nickel aluminide-based alloys | |
| CN109371276A (en) | The method that batch founding prepares graphene enhancing aluminium alloy based nano composite material | |
| CN116855779B (en) | Preparation method of nickel-based alloy for high temperature and nickel-based alloy for high temperature | |
| CN116657001B (en) | Nickel-based superalloy and preparation method thereof | |
| CN109811173B (en) | TiB2Preparation method of-Al composite material and TiB2-Al composite material | |
| CN108384972B (en) | Method for preparing combined refining alterant | |
| US20210254194A1 (en) | Preparation method for magnesium matrix composite | |
| CN107012354B (en) | A kind of preparation method of Al-Si9Cu1 particulate reinforced composite | |
| CN112962070B (en) | Preparation equipment and preparation method of sputtering target material | |
| JP7202505B2 (en) | Method for preparing lithium-aluminum alloy | |
| CN111910092A (en) | Preparation method of aluminum-niobium-boron intermediate alloy and aluminum-niobium-boron intermediate alloy | |
| CN111286638A (en) | (ScAl)3+Al2O3+Sc2O3) Al-based composite inoculant, and preparation method and application thereof | |
| CN116875844B (en) | Disk-shaft integrated turbine disk and preparation method thereof | |
| CN115896551B (en) | Aluminum scandium zirconium intermediate alloy and preparation method thereof | |
| CN117626078B (en) | Mixed ceramic reinforced magnesium-based composite material with high-strength cellular tissue | |
| CN115074580B (en) | Ni 2 Al 3 -TiC high-temperature alloy refiner, preparation method and application | |
| CN111304508B (en) | AlN-reinforced magnesium-lithium-based composite material and preparation method thereof |