Способ получения литых композиционных материалов
Иллюстрации
Реферат
486493
Оп ИСАНИ Е . ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДН ЕДЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
t ! (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.01.74 (21) 1987494/22-2 (51) М, Кл. В 22d 19 G2
B 22d 27. 02 с присоединением заявки №вЂ”.Гасударственный комитет
Совета Мнлистров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 15.08.75
i 531 УД K 621.74. 046
Бюллетень ¹ 30
Дата опубликования описания 17.05.76 (72) Автор изобретения
А. Э. Микельсон
Институт физики АН Латвийско" ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ
ЛИТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к области получения литых материалов, в частности композиционных сплавов.
Известен способ получения литых композиционных материалов, включающий кристаллизацию металлической матрицы из Нр,скольких компонентов при воздействии в нешнего магнитного поля. Указанный способ используется для получения композиционных материалов, когда в материал матрицы перед кристаллизацией вводится дисперсная фаза в виде порошков или кусочков волокон.
Недостатками известного способа являются низкая производительность процесса и ограниченное число вариантов структур композиционных материалов.
Пель изобретения — увеличение производительности процесса и расширение числа возможных вариантов структур композиционных материалов. Это достигается тем, что на кристаллизующуюся металлическую матрицу воздействуют неоднородным магнитным полем.
Парамагнитные тела продолговатой формы ориентируются в магнитном поле так, что их большие оси устанавливаются вдоль силовых линий поля.
Процесс в случае кристаллизации неэвтектического сплава вида Al — Ni протекает следующим образом.
При затвердевании расплава в интервале температур сначала на линии ликвидуса Bbiпадает фаза 41>Ni. Продолговатые нитевидные кристаллы А1зХ1 имеют магнитную во"5 приимчивость Х, отличающуюся от магнитной восп риимчивости жидкой фазы. Для Al-Х
Х = 0,1 10, в то время как для жидкой фазы Al Х = 0,6 10 . При воздействии неоднородного ноля продолговатые крпсталio лы А1зМ (парамагнптные) устанавливаются перпендикулярно полю, поскольку они окружены парамагнитной средой с большим звгчением магнитной восприимчивости Х и поэтому ведут себя как диамагнетики. Неодпород15 ное магнитное поле необходимо потому, что механический момент, поворачивающий кристàллы, B поле с явно выраженной неоднородностью значительно больше.
2О В однородном магнитном поле механический момент М1 — — Х Н с, где Х вЂ” ма"питпая восприимчивость; H — напряженность внешнего поля; с — коэффициент формы кр:i".талл а.
25 В неоднородном магнитном поле механический момент Ме = с Х H тай H. Поскольку порядок величины Х = 10 †", то
IX = 10 †- и следовательно Мз примерно в миллион раз оольше .Чь Эффективность про30 цесса резко возрастает прп ориентации в ми:г480493
3 выраженной неодпород
Тираж 833
Изд № 18!7
По.!!!ac!!o!.
Зака", ¹ 546
ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений II открытий! l,3085, . 11осква. ж-35. Раешскзн наб, к -1/5
МОТ, Загорский грнана. . пптпом !юле с явно нсстью.
Для парамагпитных тел Х) О, т. е. механический момент положителен, а для диамагнитных тел Х (О, т. е механический момент отрицателен. Диамагпитные продолговатые тела устанавливаются перпендикулярно, а парамагнит ые — вдоль силовых линий магнитНОГО IIОЛSI.
Если в материал матрицы вводят дисперсну!о фазу в виде порошков или волокон, процесс ориентирования и кристаллизации протекает аналогичным образом. В качестве дисперсной фазы используют карбиды, бориды, Окислы и другие соединения.
На чертеже показана схема устройства для реализации способа получения литых коз!поз!!цио!! ых материалов.
Устройство включает тигель 1 с расплавом 2, который заключен в кожух 3. Кожух 3 и тигель 1 расположены на основании 4. Основание 4, в свою очередь, размещено на охлаждаемом блоке о. Охлаждаемый блок 5 соединен с подвижной опорой 6 и снабжен патрубками 7 и 8 для подвода и отвода хладоагента. Устройство имеет корпус 9, нагреватель О, охватывающий корпус, и магнитную систему, создающую поперечное постоянное магнитное поле и содержащую полюса 11 и 12. Неоднородность магнитного поля усиливается тем, что один полюс выполнен плоским, а другой — заостренным.
Тигель 1 с расплавом нагревают посред4 ством нагревателя 10 до пол!!ОГО рас!!лавления шихты, после чего начинают опускать из зоны нагрева с постоянной скоростью вниз.
Фронт кристаллизации перемещается вверх со скоростью, зависящей от скорости вытягивания. Теплоотвод регулируется охлаждением основания 4. На твердо-жидкую зону расплава воздействуют неоднородным постоянным магнитным полем магнитной системы. Пара10 магнитные тела продолговатой формы устанавливаются вдоль силовых линий поля, а диамагнитные тела — перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Благодаря воздействию магнитного поля происходит быстрая ориентация частиц выпадаемой фазы н скорость кристаллизации можно увеличить.
Расширяется число возможных вариантов получаемых геометрически регулярных структур за счет появления нового фактора ориентации.
Предмет изобретен и я
Способ получения литых композиционных
25 материалов, включающий кристаллизацию металлической матрицы из нескольких компонентов при воздействии внешнего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса и расшиЗ0 рвния числа возможных вариантов композиционных материалов, на кристаллизующуюся металлическую матр!!цу воздействуют неоднородным магнитным полем.