SU1447575A1

SU1447575A1 - Method of making porous articles from powder based on aluminium

Info

Publication number: SU1447575A1
Application number: SU864144690A
Authority: SU
Inventors: Сергей Михайлович Азаров; Владимир Евгеньевич Романенков; Валерий Георгиевич Смирнов; Татьяна Анатольевна Смирнова
Original assignee: Белорусский Политехнический Институт
Priority date: 1986-11-10
Filing date: 1986-11-10
Publication date: 1988-12-30

Abstract

Изобретение относитс к области порошковой металлургии, в частности к области получени пористых порошковых материалов , и может быть использовано дл получени фильтров из порошка на основе алюмини . Целью вл етс повышение механической прочности пористых изделий. Способ изготовлени пористых изделий из по- poiuKa на основе алюмини предполагает засыпку в форму порошка сплава алюми- ннй - медь с содержанием меди 4 - 25 мае. %, прессование при давлении 1 - 10 МПа и температуре 480-530&deg;С и после- дуюш.ее спекание. 1 табл. «5The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular, to the production of porous powder materials, and can be used to produce filters of aluminum-based powder. The goal is to increase the mechanical strength of porous products. The method of manufacturing porous products based on aluminum based on poiuKa involves filling in the form of aluminum-copper alloy powder with copper content from 4 to 25 May. %, pressing at a pressure of 1 - 10 MPa and a temperature of 480-530 ° C and subsequent sintering. 1 tab. "five

Description

Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способам получени пористых порошковых материалов (ППМ), и может быть использовано дл получени фильтров из порошка на основе алюмини .The invention relates to powder metallurgy, in particular to methods for producing porous powder materials (PPM), and can be used to produce filters from aluminum-based powder.

Цель изобретени - повы1дение механической прочности пористых изделий из порошка на основе алюмини .The purpose of the invention is to increase the mechanical strength of porous products from aluminum-based powder.

Согласно предлагаемому способу в качает530°С , позвол ет разрушить оксидную пленку на поверхности (в силу того, что сама частица находитс в пластичном состо нии) и сформировать металлический контакт. При давлении менее 1 МПа не происходит разрушени оксидной пленки и не формируетс металлический контакт, что при после- дуюш.ем спекании не позвол ет получить необходимую механическую прочность издели . Приложение давлени более 10 МПа вAccording to the proposed method, it pumps at 530 ° C, allows to destroy the oxide film on the surface (due to the fact that the particle itself is in a plastic state) and to form a metal contact. At a pressure of less than 1 MPa, the oxide film does not break down and the metal contact does not form, which during the subsequent sintering does not allow obtaining the necessary mechanical strength of the product. Pressure applied over 10 MPa

ве порошка используют порошок лигатуры 10 заданном диапазоне температур приводит алюминий - медь с содержанием меди 4-к активной деформации верхних слоев частицve powder use powder ligature 10 a predetermined temperature range leads aluminum - copper with a copper content of 4 to the active deformation of the upper layers of particles

25 мае. %, формование издели производ тMay 25 % molded product produced

путем прессовани под давлением 1 -10 МПа при 480-530°С, а последущее спекание производ т при 540-620°С.by pressing under a pressure of 1-10 MPa at 480-530 ° C, and subsequent sintering is carried out at 540-620 ° C.

Сушность способа заключаетс в следующемThe dryness of the method is as follows.

1515

8 изделии до беспористого состо ни . Это ухудшает равномерность распределени пористости по объему образца.8 to the non-porous state. This impairs the uniformity of porosity distribution over the sample volume.

Спекание сформованного издели , характеризующегос наличием металлического межчастичного контакта, в диапазоне температур 540-620°С позвол ет получить в объеме частиц двухфазное состо ние (жидкость - тверда фаза), в то врем как приSintering a molded product, characterized by the presence of a metallic interparticle contact, in the temperature range of 540–620 ° C allows one to obtain a two-phase state in the bulk of the particles (liquid – solid phase), while

Порошок лигатуры алюминий - медь засыпают в оснастку. Оснастку с засыпанным порошком помещают в печь, где она 20 спекании порошка чистого алюмини можно нагреваетс до 480-530°С. По достиженииреализовать только однофазное состо ниеPowder ligatures aluminum - copper fall asleep in a snap. The equipment with blasted powder is placed in a furnace, where it can be heated to about 480-530 ° C by sintering pure aluminum powder. Upon reaching, implement only one phase

необходимой температуры посредством пуансона к порошку прикладывают внешнее давление 1 -10 МПа и деформируют его. После сн ти давлени оснастку со сформованным изделием помещают в заш.итную атмосферу и спекают при 540-620°С.the required temperature through the punch to the powder is applied external pressure of 1 -10 MPa and deform it. After the pressure is released, the tooling with the molded product is placed in a seam atmosphere and is sintered at 540-620 ° C.

Выбор лигатуры алюминий - медь обусловлен тем, что элементы образуют эвтек25The choice of aluminum - copper ligature is due to the fact that the elements form a eutec25

(либо жидкость, либо тверда фаза). При спекании порошка сплава алюминий-медь жидка фаза по границам зерен стекает в область контакта, увеличива его размеры и увеличива прочность издели . Спекание издели при температуре ниже 540°С не позвол ет получить двухфазное состо ние (жидкость тверда фаза) порошка, что уменьшает прочность издели . Нагрев вытику , котора характеризуетс большими(either liquid or solid phase). During sintering of the aluminum-copper alloy powder, the liquid phase at the grain boundaries flows into the contact area, increasing its size and increasing the strength of the product. Sintering the product at a temperature below 540 ° C does not allow to obtain a two-phase state (liquid solid phase) of the powder, which reduces the strength of the product. The heating of the undercut, which is characterized by large

значени ми пределов прочности при раст -ше 620°С приводит к расплавлению объежении , сжатии, изгибе. При нагреве такой лигатуры выше температуры эвтетики, но ниже температуры ликвидус в частице реализуетс двухфазное состо ние (жидкость ма частиц более чем на 50%, что приводит к большому уплотнению образца и уменьшению его пористости.the values of tensile strengths at a height of over 620 ° C lead to melting of the defrostation, compression, bending. When such a ligature is heated above the eutetic temperature, but below the liquidus temperature, the particle has a two-phase state (liquid particles more than 50%, which leads to a large compaction of the sample and a decrease in its porosity.

Пример. Порошки сплавов алюминий- медь с размером частиц -200+315 мкм живает форму частиц (предотвращает усад- (, А1-4%Си, А1 , / - ку), а жидка фаза формирует качествен- 25%Си, А1-27%Си), полученные распылитверда фаза), причем тверда фаза удерлением расплава в воду, засыпают в формующую оснастку из нержавеющей стали. Оснастку с порошком загружают в печь нагревают до 500°С и одновременно к порошку прикладывают усилие 5МПа. Затем оснастку со сформованным изделием извлекают из печи и помещают в вакуумную печь, где производ т спекание при 580°С, в течение 1 часа.Example. Powders of aluminum-copper alloys with a particle size of -200 + 315 µm live in the form of particles (prevents usad- (, A1-4% Cu, A1, / - ku), and the liquid phase forms a quality-25% Cu, A1-27% Cu ), obtained by spray-solid phase), and the solid phase by fusing melt into water, poured into a forming tool of stainless steel. The equipment with the powder is loaded into the furnace is heated to 500 ° C and at the same time a force of 5 MPa is applied to the powder. Then the equipment with the molded product is removed from the furnace and placed in a vacuum furnace, where sintering is performed at 580 ° C for 1 hour.

ныи межчастичныи контакт.now interparticle contact.

При использовании порошка лигатуры с содержанием меди менее 4% жидка фаза практически не образуетс вплоть до температуры плавлени алюмини (660°С), т. е. .не реализуетс двухфазное состо ние. При нагреве порошка сплава с содержанием меди более 25% выше эвтектической темпе- рагуры (540°С) образуетс более 50% жидкой фазы , что не позвол ет получить изделие с открытой пористостью.When using a ligature powder with a copper content of less than 4%, the liquid phase is practically not formed up to the melting point of aluminum (660 ° C), i.e., the two-phase state is not realized. When the alloy powder with a copper content of more than 25% above the eutectic temperature (540 ° C) is heated, more than 50% of the liquid phase is formed, which does not allow obtaining a product with open porosity.

При нагреве до 450-530°С сплав алюминий-медь становитс пластичным, а при температуре выше 530°С в нем по вл етс жидка фаза. При нагреве ниже 480°С пласWhen heated to 450-530 ° C, the aluminum-copper alloy becomes plastic, and at temperatures above 530 ° C, the liquid phase appears in it. When heated below 480 ° C

530°С, позвол ет разрушить оксидную пленку на поверхности (в силу того, что сама частица находитс в пластичном состо нии) и сформировать металлический контакт. При давлении менее 1 МПа не происходит разрушени оксидной пленки и не формируетс металлический контакт, что при после- дуюш.ем спекании не позвол ет получить необходимую механическую прочность издели . Приложение давлени более 10 МПа в530 ° C, allows the oxide film to break down on the surface (due to the fact that the particle itself is in a plastic state) and to form a metal contact. At a pressure of less than 1 MPa, the oxide film does not break down and the metal contact does not form, which during the subsequent sintering does not allow obtaining the necessary mechanical strength of the product. Pressure applied over 10 MPa

спекании порошка чистого алюмини можно реализовать только однофазное состо ниеBy sintering pure aluminum powder, only a single phase condition can be realized.

5five

(либо жидкость, либо тверда фаза). При спекании порошка сплава алюминий-медь жидка фаза по границам зерен стекает в область контакта, увеличива его размеры и увеличива прочность издели . Спекание издели при температуре ниже 540°С не позвол ет получить двухфазное состо ние (жидкость тверда фаза) порошка, что уменьшает прочность издели . Нагрев выше 620°С приводит к расплавлению объеПример . Порошки сплавов алюминий- медь с размером частиц -200+315 мкм (, А1-4%Си, А1 , / - 25%Си, А1-27%Си), полученные распыли0 (either liquid or solid phase). During sintering of the aluminum-copper alloy powder, the liquid phase at the grain boundaries flows into the contact area, increasing its size and increasing the strength of the product. Sintering the product at a temperature below 540 ° C does not allow to obtain a two-phase state (liquid solid phase) of the powder, which reduces the strength of the product. Heating above 620 ° C leads to melting of the volume. Example. Powders of aluminum-copper alloys with a particle size of -200 + 315 µm (, A1-4% Cu, A1, / - 25% Cu, A1-27% Cu) obtained by spraying

5five

лением расплава в воду, засыпают в формующую оснастку из нержавеющей стали. Оснастку с порошком загружают в печь нагревают до 500°С и одновременно к порошку прикладывают усилие 5МПа. Затем оснастку со сформованным изделием извлекают из печи и помещают в вакуумную печь, где производ т спекание при 580°С, в течение 1 часа.By melting the melt into water, it is poured into a forming tool of stainless steel. The equipment with the powder is loaded into the furnace is heated to 500 ° C and at the same time a force of 5 MPa is applied to the powder. Then the equipment with the molded product is removed from the furnace and placed in a vacuum furnace, where sintering is performed at 580 ° C for 1 hour.

Дл сравнени изготавливают издели из порошка сплава (А1-6%Cu) с нарушением за вл емых пределов и на их границах. Прочность изделий оценивают по пределу прочности при раст жении (а ).Дл сравнени изготавливают образцы по способуFor comparison, the products are made of alloy powder (A1-6% Cu) in violation of the proposed limits and at their boundaries. The strength of the products is evaluated by the tensile strength (a). For comparison, samples are made by the method

тичность сплава а.люминии-медь мала, прототипу и оценивают их прочность (см.The strength of the aluminum aluminum-copper alloy is small for the prototype and their strength is assessed (see

так как нагрев такого сплава ниже 0,9 Гэвт нетаблицу), увеличивает его пластичность по сравнениюsince the heating of such an alloy is below 0.9 Gavt to a non-table), it increases its ductility compared to

с пластичностью при комнатной температу-Из приведенных результатов следует,with ductility at room temperature- From the above results,

ре. Нагрев выше 530°С при прессовании при-что по сравнению с прототипом предложенводит к возникновению жидкой фазы, в ре-ный способ позвол ет получать пористыеre. Heating above 530 ° C during pressing, when compared with the prototype, the liquid phase is produced, in a real way it allows to obtain porous

зультате чего происходит сильна усадка и55 материалы, характеризующиес в 1,8-2,6 рауменьщаетс пористость сформованной заго-за большей прочностью при сохранении потовки . Прикладывание внешнего давлени кристости изделий, а следовательно, и пронипорошку (1 -10 МПа), нагретому до 480-цаемости.As a result, there is a strong shrinkage and 55 materials, characterized by 1.8-2.6, the porosity of the molded material is reduced, with greater strength while preserving the sweat. Applying the external pressure of the crystallosity of the products, and, consequently, of the permeability (1-10 MPa) heated to 480 cementation.

Claims

Formula of invention

A method of making porous powder products using alloy powder

from aluminum-based powder, including aluminum-copper, with a copper content of 4-

powder filling into the mold, pressing-25 ° pressing is carried out under pressure

not sintering and sintering at a temperature of - 5 1 - 10 MPa at 480-530 ° С, and the subsequent

Above 620 ° C, characterized in that, for the purpose of agglomeration, it is carried out at 540-620 ° C.

A1-10% C

500

increase mechanical strength in ca580

3520 Middle of claimed range