1447611 - Способ локального плакирования алюминия и его сплавов

Способ локального плакирования алюминия и его сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сварке давлением и может быть использовано при изготовлении многослойных листов, лент плит и других изделий с локальной плакировкой, которые могут найти применение в авиационной, электротехнической и других отраслях промышленности. Цель изобретення - получение высококачественных локально плакированных изделий. Для этого основу из алюминия или его сплавов и плакирующий материал с предварительно нанесенным на контактную поверхност ь слоем алюминия металлизирукт порошковы материалом. В качестве материала покрытия используют металл или сплав, имеющий сопротивление деформации больше сопротивлевния деформации алюминия или его сплавов при горячем деформировании. Материалом для металлизации может служить по рошок металла или сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления алюминия, а твердость выше твердости алюминия, например цинк или сплав цинка и алюминия эвтектического состава. Далее пакет сжимают, нагревают и деформируют . Сжатие пакета проводят при от ношении среднего давления к сопротивлению деформа1,ии алюминия в интервале 0,6-0,95. Температура нагрева пакета соответствует температл е плавления порошкового материала. Величина обжатия при деформации составляет 1 -5%. Использование способа обеспечивает получение изделий с ло кально расположенной плакировкой без существенного утонения основы : с высокой прочностью соединения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1447611 А1 (дй 4 В 23 К 20/00

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г4, Е.

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Й. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ (21) 4246360/31-27 (22) 14.05,87 (".6) 30.12.88.Бюл. У 48 (с1) Московский вечерний металлургический институт

Ф (72) H,Д.Лук яшкин, A.Ï. Борисов, С. С Лфимов, А;И. Зрлих и Я,A.Êëoâcêèé (53) 621 ° 77 - ° 8 (088.8) (56) Кнрпа И.Г., Колесников Н.П, и др. Исследование энергосиловых параметров при прокатке биметаллических листов алюминий-медь-алюму.ний.вЂ”

Цветные металлы, 1963, И 3, с.61, Патент СИА Р 4046304, кл. 228-187, 1977. (54) спосов локАлльного ПЛАки овАния

АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к сварке давлением и может быть использовано при изготовлении многослойных листов, лент, плит и других изделий с локальной плакировкой, которые могут найти применение в авиационной, электротехнической и других отраслях промышленности. Цель изобрете-с ния вЂ” получение высококачественных локально плакированных изделий. Для этого основу из алюминия нли его сплавов и плакирующий материал с предварительно нанесенным на контактную поверхность слоем алюминия металлизируют порошковым материалом. В качестве материала покрытия используют металл или сплав, имеющий сопротивление деформации больше сопротивления деформации алюминия или его спЛавов при горячем деформнровании.

Материалом для металлизации может служить порошок металла или сплава, чмеющего температуру плавления ниже температуры плавления алюминия, а твердость выше твердости алюминия, например цинк или сплав цинка и алюминия эвтектического состава. Лалее пакет сжимают, нагревают и деформируют. Сжатие паке-а проводят при от ношении среднего давления к сопротивлению деформации алюминия в интервале 0,6-0,95. Температура нагрева пакета соответствует температуре плавления порошкового материала. Величина обжатия при деформации составляет 1-5Е. Использование способа обеспечивает получение изделий с sfo- кально расположенной плакировкой без существенного утонения основы:

l с высокой прочностью соецинения.

2 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

14476

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве листов плит, лент, переходных контактов и корпусных изделий иэ алюминия или

5 его сплаов с локальной плакировкой металлами и сплавами, имеющими сопротивление деформации большее, чем сопротивление деформации алюминия или его сплавов при горячей пластической деформации. Плакированные листы, плиты, ленты, переходные контакты и корпусные изделия могут быть использованы в авиации, электротех- 15 нике и других отраслях народного. хозяйства.

Целью изобретения является получение высококачественных изделий из алюминия и его сплавов, локально пла" 20 кированных медью и другими металлами.

На чертеже показано изделие, полученное в соответствии с предлагаемым способом.

Плакировку l из,стали, титана, 25 меди предварительно с одной стороны соединяют прокаткой с алюминием 2.

Прокаткой достигается высокая прочность соединения алюминиевой прослойки со сталью, титаном, медью. Затем 30 зону контакта со стороны плакировки

1 и основы 3 подвергают металлизации порошком 4,,например порошком цинка, посредством напыления или вдавливания частиц порошка в поверхность алюминия .с образованием прочных металлических связей между частицами порошка и алюминием.

Локальное плакирование алюминия

;или его сплавов металлами, имеющими 40 сопротивление деформации больше, чем сопротивление деформации алюминия или его сплавов при горячей пластической,цеформации, достигается предварительным сжатием пакета при 45 отношении среднего давления сжатия пакета к сопротивлению деформации алюминия в пределах 0,6-0,95, нагревом эоны контакта соединяемых слоев до температуры плавления порошкового материала и деформированием пакета с обжатием 1-5 .. Нагрев в зоне контакта может осуществляться различными методами: нагретыми плоскими бойками, электрическим током и т.д. 55

При этом ко такт алюминиевой основы с алюминиевым слоем на плакировке, например, иэ стали, титана, меди происходит через слой жидкого меII 2 талла, ускоряющего процесс диффузионного взаимодействия слоев за счет жид кой металлической фазы и контактного давления при деформации пакета 1-5 .

При расплавлении слоя цинкового порошка в зоне контакта соединяемых металлов образуются условия жидкостного трения, которые создают благоприятные предпосылки для разрушения окисных пленок, снижают величину дополнительных растягивающих напряжений в твердом слое иэ стали, титана, меди. Это уменьшает вероятность появдения утонений и трещин в плакировке, дает возможность получить локальную плакировку со степенью деформации пакета 1-5 .

Расплавление частиц порошка обеспечивает при малых деформациях взаи" модействие слоев алюминия двухслой" ной IIJIBKHpoBKH и алюминиевой основы заготовки, свободных от окислов с образованИем переходной зоны высокой прочности.

При сжатии пакета с отношением среднего давлен- я сжатия к сопротивлению деформации алюминия меньше 0,6 порошковый материал в .процессе нагре" ва зоны контакта окисляется, что снижает качество изделия.

При отношении среднего давления сжатия пакета к сопротивлению деформации алюминия больше 0,95 пакет деформнруется, опережая 1нзогрев зоны контакта и оплавления порошка, что снижает качество соединения слоев.

При отсутствии расплавления порошка в зоне контакта соединение слоев не происходит..

При деформировании пакета манее

1 требуемое качество соединения не достигается.

При деформировании пакета более

5% происходит утонение основы, появления складок, гофров и других дефектов основного слоя.

При применении порошкового материала с твердостью, меньшей или рав ной твердости алюминия, эффект металлизации не достигается полностью из-эа отсутствия достаточно прочной металлической связи между частицами порошка и металлом, т.к. не происходит, разрушения окисных пленбк на поверхности алюминия.

Всем предьявляемым требовакиямудовлетворяет порошок цинка или его эвтектический сплав с алюминием.

Примечание

Прочность соединения слоев (на отрыв ), ИПа

Р д т

Температура переходной зоны С

Степень относи тельной деформа- . ции %

450-500

45Î-500

0,9

0,6

47-57

47-58

50-61

65-77

74-85

101-108

Недостаточная степень деформации

0,9

0 8

0,9

0 95

2 5,5

0,6

Складки,гофры, утонение и разрывы основы

SóS

0,8

4S0-500

0,95

65-84

450-500

0,8

68-87

0,95

110-114

0,6 з 144

Способ осуществляется следующим образом.

Двухслойную плакировку из стали

12Х18Н10Т, титана ВТТ-О, меди И1 в сочетании с алюминием толщиной 0,5мм подвергали металлизации порошком цинка ПЦВ в зоне контакта. Затем осуществляли сборку и предварительное сжатие пакета при отношении среднего давления сжатия к сопротивлению деформации алюминия в пределах 0,41,3. Плоскими нагретыми бойками нагревали зону контакта до 300-500 С и о пакет осаживали со степенью деформации 0,5-10%. Результаты опытов приведены в таблице.

Из таблицы видно, что использование способа обеспечивает получ ьние изделий с локально расположенной плакировкой без существенного утонения основы с высокой прочностью соединения слоев.

Формула изoбретения

1. Способ локального плакирования алюминия и его сплавов, при котором на плакирующий материал., сопротивление деформации которого при горячем

Параметры плакирования

I»

7611 4 деформировании больше сопротивления деформации материала основы при го, рячем деформировании, прокаткой наносят алюминиевое покрытие, о т л и.5 ч ающийс я тем, что, с целью получения высококачественных локально плакированных изделий, на контактные поверхности плакирующего материала и основы наносят порошковый материал, имеющий твердость большую, чем твердость основы, и температуру плавления ниже температуры горячей деформации основы, сжимают соединяемые элементы с усилием, при котором отношение среднего давления к сопровЂ” тивлению деформации алюминия находится в пределах 0,6-0,95,,нагревают зоны контакта до температуры плавления порошкового материала и деформируют пакет на 1-5%.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве порош25 кового материала используют порошок цинка или сплава цинка с алюминием звтектического состава.

3. Способ по п.1, о т л и ч à юшийся тем, что порошковый материал наносят металлизацией.

)4476)i) Примечание

РР пп

Температура переходной зоны С

Степень относительной деформа"ции,Ж

450-500

0,8

111 1)6

111-117

1! 1-115

0,95

450-500

0,8

112-)15

112-116

28-43

21-38

450--500

0,95

450-500 !

450-500

0,9

0,55

0,9

0,4

0,9

450-500

1,0

51-63

450-500

1, 3

51-63, 5

9, =-"

450-500

43-59

40-55

0 55

0,4

1,0

64-83

68-86

35-49

33-45

38 -51

0Ä4

0 55

42"-58

О 4

40-57

66-85

65-85

105-111

450-5ОО

450-500

Параметры плакирования

450-500

Продолжение таблицы

Прочность соединения слоев (на отрыв), ИПа

Соединение прочное

Недостаточная степень деформации,окисление порошкового материала

Недостаточная степень деформации утонения и разрывы осиовы

Складки,гофры„утонение и разрывы основы, окисление порошкового материала

Складки,гофры,утонение и разрывы основы

Окисление порошкового материала

Утоненне и разрывы основы, складки,гофры!

44761!

Продолжение таблицы

Параметры плакироваиия

Примечание

106-113

107-114

1,3

1,0

107-113

113

Нет расплавления порошкового материала

0,8.3

40-54

450-500

0,7

0,5

Недостаточная степень деформации

450-500

112-116

0,95

Утонение основы, складки,гофры основного слоя

ll2-116

450-500

0,95

То же

Со".тавитель В.Зотин

Редактор М.Циткина Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева

Заказ 6789/16 Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 епень носиелькой еформа дии Й, Температура переходмоЯ зо-. ны С

450-500

300-350

Прочность соединения слоев (на отрыв), ИПа

Способ локального плакирования алюминия и его сплавов

Патент 1447611