SE470204B - Sätt att framställa en legering med hög densitet och hög duktilitet - Google Patents

Description

204 10 15 20 25 30 Tungmetall-komposit har dock visat sig mindre lämplig som RSV-material på grund av otillräcklig seghet vid snabba deformationsförlopp. Intresse har därför under senare tid fokuserats på den sega bindefaslegeringen. Denna legering kan ej tillverkas smältmetallergiskt pâ grund av dess höga segringsbenägenhet och åtföljande sprödhet. Därför har föreslagits en til verkning baserad på pulver- metallergiska metoder, främst sintring eller HIP:ning av en finkornig blandning av de rena metallpulvren. Även gasatomiserat pulver har antytts som ett möjligt _ utgångspulver. I alla utförda försök har man inriktat sig på legerings- sammansättningar med kompositer med N-halter mellan 15 och 30% samt Ni- och Fe-halter i proportionen 7:3 eftersom detta Ni/Fe-förhållande visat sig optimalt för tungmetall ur seghetssynpunkt. Dessutom har i vissa fall Co ingått, medan element såsom Si, Mn med flera ansetts vara ett "gift". Några speciellt goda RSV-verkansresultatet har dock ej rapporterats för dessa legeringar sannolikt som följd av att legeringarna ej varit hundraprocentigt enfasiga, tillräckligt rena, haft tillräckligt låg syrehalt (= låg ytsyrehalt hos pulvret) m m. Dessa legeringar har framställts medelst sintringsförfarande. .limzfiflflinsem Uppfinningen går ut på en lösning av ovan anförda och andra sammanhängande problem. Uppfinningen avser ett förfaringssätt enligt första stycket, och den kännetecknas därav, att en legering, innehåliande 1--70 vikt procent H och/eller Ta, 0-25 viktsprocentprocent Fe, 0-1 viktsprocent Si och 0-2 viktsprocent Mn framställs såsom ett gasatomiserat pulver av rena smältesammansättningar av lege- ringar. Lämpligen bör detta ske i sådana anläggningar, som ger fin pulverkornstor- lek. För att uppnå önskade egenskaper för strålbil ande RSV (= hög densitet, hög duktilitet) skall den använda 25 legeringen lämpligen vara enfasig. Legerings- pulvret skall lämpligen framställas medelst en metod, som ger låg syrehalt, exem- pelvis gasatomisering. Man kan exempelvis använda en legering med 25-40 viktspro- cent N, max 10 viktsprocent Fe, ca 0,1 viktsprocent Si (eller liknande desoxida- tionselement) och resten Ni samt ett utgångspulver med hög renhet och låg ytsyre- halt. För projektilbildande RSV 30 kan eventuellt även flerfasiga legeringar kom- ma ifråga, dvs legeringar med 40-70 viktsprocent W. Vid de använda legeringarna används ej W och/eller Ta som kompositmaterial, och dessa legeringar är i utgångs- läget rena smältsammansättningar. Legeringen skall lämpligen innehålla 50-70 viktsprocent Ni, lämpligen 55-65%. 10 15 20 25 30 470 204 Eeëaljsflsßßà1u4uxUïëa:s¥ï1f9@ämrä1 Den vid förfarandet enligt uppfinningen använda legeringen skall alltså inne- hålla 15-70% N, 0-25% Fe, 0-1% Si, 0-2% Mn + sedvanliga föroreningar. Företrädes- vis skall i legeringen ingå 25-40% W, max 10% Fe och resten Ni. (% i Vikts- procent.) Som utföringsexempel pâ legeringar vid förfarings,ättet enligt uppfinningen kan anges.

Legering 1: 0,01% C, 0,05% Si, 0,05% Mn, 57% Ni, 22% Fe och 21% N; Legering 2: 0,03% C, 0,14% Si, 0,23% Mn, 62% Ni, 9% Fe och 29% N; Legering 3: 0,02% C, 0,12% Si, 0,16% Mn, 65% Ni, och 35% W.

Egenskaperna för dessa legeringar kan klassificeras så: Sträckgräns Förlängning Densite" Mpa % g/cm Legering 1 260 54 10,4 Legering 2 290 46 11,5 Legering 3 320 48 12,3 Finkornigt pulver av legeringen enligt uppfinningen har framställts såsom pulver medelst gasatomisering, och lämpligen i sådana anläggningar, som ger fin pulverkornstorlek och låg ytsyrehalt. Lämpligen ifylls pulvret i cylind riska plåtkapslar och utsätts för hetisostatisk kompaktering (HIP). Prov- stavsmaterial har framställts genom HIP av dylika cylindriska plåtkapslar, fyllda med pulver. Före provstavstillverkningen har de kompakterade ämnena siäckgiaagats från 12oo°c och 12so°c.

Uppfinningen innefattar således framställningssätt, som ger föremål med bättre egenskaper än de tidigare kända, kopparbaserade m m.

Vid förfaringssättet kan exemplifieras enligt följande: Pulvermetallurgisk tillverkning, utgående från högrent, gasatomiserat pulver med låg ytsyrehalt och liten pulverkornstorlek.

Gasatomisering i pulveranläggningar, som ger pulver av ovannämnt slag.

Kompaktering av pulvret genom kallkompaktering, sintring eller trycksintring (HIP, sinter-HIP etc) till halvfabrikat för vidare kall- eller varmbearbet- ning, till nästan färdig form med viss efterföljande bearbetning, eller till 476 âßå 10 15 20 25 helt färdig form utan efterföljande bearbetning. Förfaringsrätten enligt uppfinningen (se ovan) innebär stora prestanda- och kostnadsförêelar, jämfört med konventionella processer.

Experiment med legeringar och sätt enligt uppfinningen har visat följande: Högsta möjliga densitet hos enfasiga Ni-Fe-N-legeringar (dvs utan förekomst av fritt W i strukturen), uppnås i Fe-fria eller nära Fe-fria Ni-baslege ringar. Efter släckglödgning från 1200°C kan en Fe-fri legering innehålla ca 40% W i fast lösning. Densiteten för en sådan legering blir ca 13 g/cm.

Högsta möjliga W-halt, som kan uppnås i en smälta möjlig att atomisera uppgår till ca 65%. En Ni-65% W-legering är tvåfasig och ger en densitet av ca 15,5 g/cm.

Hög duktilitet (> 30%) kan uppnås med enfasiga Ni-Fe-W-legeringar med N-halt 15-40% och Ni/Fe-förhållande >> 7:3 om de tillverkats pulvermetallurgiskt enligt nedan och släckglödgats från en temperatur av lägst ca 1000-1100°C efter kompaktering alternativt snabbkylts i samband med kompakteringen.

För att hög duktilitet skall kunna uppnås krävs ett utgångspulver mea låg ytsyrehalt och fin pulverkornstorlek. Tillverkningssättet enligt uppfinning- en ger ett sådant pulver.

Uppfinningen går även ut på av framställningssätt för verkansdelar till RSV- ammunition. Man har testat legeringar vid uppfinningen och funnit, att föl- jande gäller: Dessa legeringar lämpar sig mycket väl till dylikt ändamål och innebär en markant ökning av effektiviteten för dylik ammunition vid användning mot pansar med riktad sprängverkan. Lämpligen framstäl s dessa delar medelst plâtkapsling, följt av hetisostatisk kompaktering, eller medelst kallkompak- tering eller dynamisk kompaktering (explosionskompaktering eller stanskom paktering). Avsikten är att uppnå full täthet.

Legeringen kan ingå som bindemedel mellan kulor av W eller annan tungmetall, exempelvis i cylindrisk, hylsformao ammunition, eller i koniska delar, de NO 284 sistnämnda framstälïda medelst stanskompaktering e11er trycksvarvníng.

Kompakteringen kan eventueïït föïjas av síntring.

Uppfinningen kan varieras på mångahanda sätt inom ramen för nedanstående patentkrav.

Claims (8)

470 204 10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Förfaringssätt för framställning av en Ni-baslegering med hög densitet och hög duktilitet, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att en legering, inne- hållande 15-70 vikts% W och/eller Ta, 0-25 vikts% Fe, 0-1 vikts% Si och 0-2 vikts% Mn, framställs såsom ett gasatomiserat pulver av rena smältesam- mansättningar av legeringen.

2. Förfaringssätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att legeringspulvret framställs medelst en metod, som ger låg syrehalt.

3. Förfaringssätt enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att den framställda legeringen i pulverform konsolideras till verkansdelar i högeffektiv ammunition, såsom för riktad sprängverkan.

4. Förfaringssätt enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v, att de framställda föremålen, exempelvis verkansdelarna, framställs medelst plåtkapsling och hetisostatisk kompaktering (HIP).

5. Förfaringssätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att de framställda föremålen, exempelvis verkansdelarna, fram- ställs medelst kallkompaktering, eventuellt följt av HIP, för att uppnå full täthet.

6. Förfaringssätt enligt patentkrav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att verkansdelarna framställs såsom ämnen genom varm- eller kallkompaktering av pulver, och att dessa ämnen därefter formas till slut- giltig form medelst kallflytpressning, trycksvarvning och liknande metoder.

7. Förfaringssätt enligt något av patentkraven 4-6, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att verkansdelarna framställs med legeringarna som bindemedel mellan kulor och fragment, vilka i sin tur innehålšer W eller annan tung- metall, exempelvis i cylindrisk, rörformad ammunition, eller i koniska ammu- nitionsdelar.

8. Förfaringssätt enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t d ä r a v, att föremålen, såsom verkansdelarna framställs genom varm- eller kallkompaktering eller genom dynamisk kompaktering (explo- sions- eller stanskompaktering) till full täthet, eventuellt följt av sint- ring.