1560409 - Способ изготовления изделий из моноалюминия никеля

Способ изготовления изделий из моноалюминия никеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к порошковой металлургии. Цель изобретения - повышение технологичности материала. Предлагаемый способ заключается в прессовании порошков алюминия, плакированных никелем, при давлении 200-1000 МПа, экструзии при комнатной температуре с деформацией 90-96% или при 300-500°С с деформацией 96-99,9%, механической обработке и ступенчатой термообработке сначала при 610-640°С с выдержкой 3-4 ч, при нагреве до 1050-1130°С с выдержкой 3-4 ч, затем при нагреве до 1480-1520°С с выдержкой 0,8-1 ч. Изобретение позволяет получать изделия сложной формы за счет повышения технологичности материала. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1560409 А 3 (51)5 В 22 F 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ с удовлетворительной для манипуляций прочностью. Брикетирование при давлениях выше 1000 МПа нецелесообразно из-за критических нагрузок на пресс- ЯД оснастку.

Холодная экструзия с деформацией менее 90 не позволяет получить ком- ф пактный качественный полуфабрикат, а экструзия при комнатной температуре ф с деформацией более 96/ требует усилий, превышающих допустимые для прессового инструмента. Для получения олуфабрикатов методом экструзии хо- а лодного брикета с деформацией 9699,94 необходим нагрев стенок контейнера до 300-500 С. При температуре о стенок контейнеров ниже 300 С и деформации 96.-99,9ß усилия на прессоЬый инструмент превышают допустимые. о Нагрев стенок контейнера выше 500 С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО иэОБРетенкям и ОТМРыГиям пРи Гкнт сссР (21) 4353663/31-02 (22) 30 ° 12.87 (46) 30.04.90. Бюл, N 16 (71) Институт металлургии имени

A.À. Байкова AH СССР (72) С.b. Масленков, С.А, Филин и В.,В. Кулешов (53) 621 ° 762,4,04(088.S) (56) I. Л. Walker and Е. А. Starke.

Nicrastructure and properties of

extruded PM 7091 plat.е. вЂ” Powder Metallurgy, 198З, vol ° 26, 3 4, р. 185191. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

МОНОАЛЮМИНИДА НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к порошИзобретение относится к порошковой металлургии, в «асгности к способам изготовления изделий из моноалюминида никеля, Целью изобретения является повышение технологичности материала, Предложенный способ заключается в прессовании порошков алюминия, пла кированных никелем, при давлении

200" 1000 МПа, экструзии при комнатной температуре с деформацией 90-963 или при температуре 300-500 С с део формацией 96-99, =" <, механической обработке и ступенчатой термообработке сначала при 610-640 С с выдержкой

3-4 ч, при нагреве до 1050-1130 С с выдержкой 3-4 ч, затем при нагреве до 1480-1520 С с выдержкой О, 8-1 ч.

Прессование при давлениях ниже

200 МПа не позволяет получать брикет

2 ковой металлургии. Цель изобретения повышение технологичности материала.

Предлагаемый способ заключается в прессовании порошков алюминия, г.ла-. кированных никелем, при давлении

200-1000 МПа, экструзии при комнатной температуре с деформацией 90-96> или при 300-500 С с деформацией 9699,93, механической обработке и ступенчатой термообраоотке сначала при

610-640 С с выдержкой 3-4 ч, при нагреве до 1050-1130 С с выдержкой

3-4 ч, затем при нагреве до 14801520 С с выдержкой 0,8-1 ч. Изобретение позволяет получать изделия сложной формы за счет повышения техно" логичности материала. 1 табл.

1560409 практически трудно осуществить иэ-за высоких тепловых потерь в окружающую атмосферу. Проведение экструзии с деформацией более 99,94 требует предварительного нагрева брикета, что

5 не позволяет провести последующую термооЬработку и получить моноалюминид никеля данным способом.

Заключительная операция - ступенчатая термообработка проводится для получения изделий из моноалюминида никеля заданной формы за счет контролируемого температурно-временного воздействия на исходную композицию с заданным распределением слоев никеля и алюминия. Термообработка при

6 10-640 С в течение 3-4 ч позволяет сформировать по границам композиции

Ni-Al защитный слой соединения NigA1, 20 предотвращающий вытекание Al иэ полуфабриката. При температурах ниже

610 С время образования соединения

Ni Al резко возрастает, а при темпеэ ратурах выше 640 С возможно вытекание эвтектики Аl - NiA19 Увеличение 25 времени термообработки более 4 ч приводит к разрушению полуфабриката за счет объемных изменений, вызванных ростом соединения Ni A13 сверх критического. Уменьшение времени термооб30 о работки менее 3 ч при 610-640 С не позволяет создать барьерный слой

12А1 З нужнОй тОлщины, чтО при пОследующем повышении температуры тер" мооЬработки приводит к вытеканию Al 35 из полуфабриката.

На втором этапе температуру термооЬработки повышают до 1050 -1130 С и ведут ее в течение 3"4 ч, в этом температурном интервале происходит 40 образование интерметаллических соединений Ni Al и NiA1, причем боль L шую скорость роста имеет NiA1, формирующий барьерный слой. При термообраЬотке ниже 1050 С наибольшую 45 скорость роста имеет соединение

И1 А1э, что приводит к необратимым объемным изменениям и разрушению по. луфабриката. Повышение температуры выше 1130 -С в течение первых 4 ч вто- gp рого этапа термооЬраЬотки ведет к расплавлению материала. При временах выдержки менее 3 ч на втором этапе термообработки образуется. барьерный слой соединения NiA1 недостаточной толщины и повышение температуры на третьем, заключительном этапе, приводит к расплавлению и нарушению Фор мы образца.

Увеличение времени выдержки более

4 ч ведет к накоплению сверх допустимого соединения Ni A13, что приводит к разрушению полуфабриката.

Заключительный этап термообработки при 1480-1520 С в течение 0,8-1 ч необходим для расплавления соединения Ni A? и получения иэделия из моноалюминида никеля при сохранении заданной формы. Температура термооЬработки ниже 1480 С резко увеличивает время получения соединения NiA1.

Температура выше 1520 С приводит к разрушению изделия на стадии выравнивания состава.

Время термообработки менее 0,8 ч неДостаточно для полного растворения соединения Ni

Пример . Проводят прессование> экструзию и термообработку композиционного порошка Аl, плакированного никелем. Порошок получают осаждением из газовой фазы И1 на сферические частицы Al. Размер частиц композиционного порошка 80-120 мкм. Соотношение никеля и алюминия соответствует стехиометрическому составу моноалюминида никеля в каждой компози" ционной частице.

В состав пресс-оснастки входят: контейнеры 16,8 мм и 17 мм, глухая матрица и матрицы с диаметрами отверстий 5,6; 5,4; 4,8; 3,4; 2,4; 1,7;

1,6 мм, .соответствующие деформации

89, 90, 92, 96, 98, 99,9,.99,914, изготовленные из стали 3Х2В8Ф.

7 г прессуемого материала засыпают в контейнер пресса, устанавливают контейнер с засыпкой на 50-тонный вертикальный гидравлический пресс, сжимают под давлением пресса 4,5-22 т

180-1000 Ипа с выдержкой под давлением 1 с. Затем брикет выталкивают и экструдируют либо при комнатной температуре с деформацией 90-963, либо при температуре стенок контейнера

300-500 С с деформацией 96-99,9 "

Изделия получают в виде прутков с диаметром, соответствующим диаметру отверстия в матрице.

Первые две ступени термообраЬотки изделий, помещенных в вакуумированные кварцевые ампулы, проводят в печи сопротивления. Третий этап термической обработки осуществляется в ин560409

Формула иэобрет ения

Способ изготовления изделий из моноалюминида никеля, включающий прессование порошка системы никель - алюминий, экструзию и механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности материала, прессованию подвергают порошок алюминия, плакированный никелем, прессование ведут при давлении 200-1000 МПа, экструзию осуществляют при комнатной температуре с деформацией 90-964 или при температуре

300-500 С с деформацией 96-99,9Ф, после механической обработки осуществляют ступенчатую термообработку: сначала при 610-640 С с выдержкой

20 3-4 ч, при нагреве до 1050-1130 С с выдержкой 3-4 ч, затем при нагреве до 1480-1520 С с выдержкой

1 ц

Брикетирование, т/МПа

Брикет рассыпается

Пруток расслаивается

Вытекает алюминий

4, 5/180

1,6/200

4,6/200

600

1050-1130

610-640

1050-1130

3-4

2,5

3-4

Вытекает алюминий

4,6/200

650

610-640.

610-640

1040

610-640

1140

610-640

1050-1130

1480-1520

610-640

1050-1100

610-640

1050-1130

1470

610-640

1050-1130

1480-1510

4,6/200

ll,4/500

11,4/500

Расплавление изделия

11,4/500

22,7/1000

Расплавление изделия

Разрушение изделия

4,6/200

1194/500

22,7/1000

3-4

0,8-1

610-640

1050-1130

1530

4,6/200

Разрушение изделия

5 1 дукционной печи в атмосфере инертного газа. Режим термообработки:

1 этап - нагрев до 610-640 С, выдержка 3-4 ч;

2 этап - нагрев до 1050-1130 С, выдержка 3-4 ч;

3 этап - нагрев до 1480-1520 С, выдержка 0,8-1 ч.

Реэуль-аты исследований представлены в таблице.

Уровень свойств изделия, полученного по предлагаемому способу, соответствует уровню свойств иэделия, полученного по способу-прототипу.

Предложенный способ позволяет получат.ь изделия сложной формы (спирали, сложные профили, детали переменного поперечного сечения и т.п.) за счет повышения технологичности материала.

3-4

4,5

3-4

2,5

0,8-1

3-4

4,5

3-4

0,8-1

3-4

0 7

Давление экструзии выше критического

Вытекает эвтектика

Разрушение изделия

И здели е не имеет фа зо вого состава моноалюминида никеля во всем объеме

Изделие не имеет фазового состава моноалюминида никеля во всем объеме

1560409 ние таблицы!

Брикетирование, т/МПа лия

Моноалюминид никеля во всем объеме

610-640

1050-1130

1480-.1520

1480-1520

3-4

0,8-1

11,4/500

1480-1520 0,8-1

290

1480-1520 0,8-1

300

400

99,9

4,6/200

11,4/500

500

99,9

500

99 91

1480-1520 0,8-1 22,7/1000

510

Прототип

426 488

Охлаждение де

121

Изделие с составом соединения

11,4/500 в во18 г

t-e

Составитель Н. Левашева

Редактор M. Циткина Техред H,Õoäàíè÷ Корректор C . .Шевкун

Заказ 944 Тираж 639

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгороц, уч. Гагарина,101

22,7/1000

4,6/200

11,4/500

22,7/1000

Моноалюминид никеля во всем объеме

Давление экструзии выше критического

Моноалюминид никеля во всем объеме

Давление экструзии выше критического

Сложно поддерживать температуру контейнера изза высокой теплоотдачи

Способ изготовления изделий из моноалюминия никеля

Патент 1560409