RU2016114C1 - Спеченный сплав на основе титана и способ его получения - Google Patents
Спеченный сплав на основе титана и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016114C1 RU2016114C1 SU4954988A RU2016114C1 RU 2016114 C1 RU2016114 C1 RU 2016114C1 SU 4954988 A SU4954988 A SU 4954988A RU 2016114 C1 RU2016114 C1 RU 2016114C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- alloy
- tin
- copper
- pressing
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 15
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 abstract 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical group [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- IUYOGGFTLHZHEG-UHFFFAOYSA-N copper titanium Chemical compound [Ti].[Cu] IUYOGGFTLHZHEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: спеченный сплав на основе титана содержит медь 4 - 7 мас.%, олово 1 - 3 мас.%. Способ получения данного сплава включает подготовку порошка посредством плакирования частиц титанового порошка сначала медью, затем - оловом, его прессование и спекание, причем после прессования производят промежуточный отжиг при температуре 770 - 820 К и доуплотнение заготовок. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к изысканию новых сплавов на основе титана, и может быть использовано в качестве конструкционного материала.
Известен спеченный сплав на основе титана, содержащий, мас.%: алюминий 4-6,0, олово 2,3-3,0, титан остальное (1). Этот сплав получают способом, включающим приготовление механической смеси титанового порошка с порошками легирующих элементов, прессование и спекание (1).
Недостатком известного сплава и способа его получения является сравнительно низкие прочностные характеристики, особенно пластичности (нулевое относительное удлинение), что не позволяет применять его для высоконагруженных деталей. Кроме того, из-за высокой склонности к "схватыванию" порошковой смеси с поверхностью матрицы затруднено использование автоматного прессования, необходимость в высокой температуре при горячей деформации (более 1220 К) и наличие сквозной остаточной пористости приводят к объемному окислению сплава, что отрицательно влияет на свойства сплава и стойкость штампов.
Целью изобретения является повышение механических свойств и снижение стоимости сплава путем улучшения прессуемости порошка. Поставленная цель достигается тем, что известный сплав на основе титана, содержащий олово, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: Медь 4-7 Олово 1-3 Титан Остальное
Поставленная цель достигается также тем, что в известном способе, включающем подготовку шихты на основе титанового порошка, прессование заготовки, их спекание, согласно изобретению, подготовку шихты производят плакированием частиц титанового порошка сначала медью, затем оловом, после прессования производят отжиг при температуре 770-820 К и доуплотнение заготовок. Именно плакирование титанового порошка слоями легирующих компонентов в последовательности медь-олово исключает "схватывание" порошковой смеси с поверхностью матрицы, тем самым позволяет осуществлять автоматическое прессование. Промежуточный отжиг прессовок перед их доуплотнением при температуре 770-820 К, т. е. температуры образования на поверхности титановых частиц сплава медь-олово, но не выше температуры активной диффузии этого сплава в титан, обеспечивает при доуплотнении низкий коэффициент трения и высокую уплотняемость прессовки, т. е. достигается цель изобретения. Это позволяет сделать вывод, что предлагаемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном способе, включающем подготовку шихты на основе титанового порошка, прессование заготовки, их спекание, согласно изобретению, подготовку шихты производят плакированием частиц титанового порошка сначала медью, затем оловом, после прессования производят отжиг при температуре 770-820 К и доуплотнение заготовок. Именно плакирование титанового порошка слоями легирующих компонентов в последовательности медь-олово исключает "схватывание" порошковой смеси с поверхностью матрицы, тем самым позволяет осуществлять автоматическое прессование. Промежуточный отжиг прессовок перед их доуплотнением при температуре 770-820 К, т. е. температуры образования на поверхности титановых частиц сплава медь-олово, но не выше температуры активной диффузии этого сплава в титан, обеспечивает при доуплотнении низкий коэффициент трения и высокую уплотняемость прессовки, т. е. достигается цель изобретения. Это позволяет сделать вывод, что предлагаемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.
Составы предложенного сплава приведены в табл. 1.
Способ получения предложенного сплава состоит из приготовления плакированного порошка титана слоями в последовательности медь-олово, например, химическим и электролитическим методами; прессования без применения технологических смазок при удельном давлении 400-800 МПа; вакуумного отжига при 770-820 К; доуплотнения без технологической смазки при удельном давлении 800-1000 МПа; спекания при 1470-1520 К в течение 2-3 ч в вакууме 1 ˙10-4 мм рт. ст. Для дополнительного увеличения механических свойств, в основном по пределу усталостной прочности, а также для получения деталей сложной геометрии профильных длинномеров спеченные заготовки подвергаются различным видам горячей деформации. При горячей деформации в качестве смазки и защиты от поверхностного окисления применяется стеклоэмаль, при этом нагрев производится в камерной печи без защитной атмосферы. Деформация ведется при температуре 1050-1100 К и удельном давлении 150-200 МПа. Упрочняющая термическая обработка производится по режиму: закалка 1100-1120 К с охлаждением в воду, старение 670 К с выдержкой 6-8 ч.
На чертеже показано относительное давление выпрессовки цилиндрических прессовок с соотношением высоты к диаметру, равным 0,65 в зависимости от давления прессования, а также влияния легирующих компонентов медь-олово и способа их введения. При механической смеси Ti+Cu7%+Sn3% давление выпрессовки уменьшается по сравнению с элементарным порошком титана в 1,5 раза. Плакированный порошок состава Ti+Cu7%+Sn3% с поверхностным слоем олова обеспечивает снижение усилия выпрессовки в 2,5 раза по сравнению с элементарным порошком титана. Одновременно обеспечивается снижение крутизны нарастания относительного давления прессования, что приводит к ликвидации явления "схватывания" при распрессовке и отсутствию задиров на поверхности прессовки. Это обеспечивает возможность "ручного" и автоматного прессования в остальных пресс-формах без применения смазки.
Свойства предлагаемого сплава в спеченном состоянии, а также после горячей деформации и упрочняющей термической обработки приведены в табл. 2. В спеченном состоянии предлагаемый сплав сопоставим по пределу прочности с прототипом, предлагаемый сплав обладает высоким запасом пластичности, чего нет у прототипа. Повышение предела прочности в 1,4-1,5 раза при сохранении удовлетворительной пластичности обеспечивается упрочняющей термической обработкой после спекания или после горячей деформации заготовок. Это объясняется более высокой однородностью структуры сплава, низкой остаточной пористостью, что обеспечивает эффективное упрочнение за счет фиксации пересыщенного α -твердого раствора при закалке выделяющимися в процессе старения частицами интерметаллидной фазы Ti2Cu, что подтверждается строением, богатом титаном, части диаграммы титан-медь. Предлагаемый способ (по сравнению с прототипом) обеспечивает повышение уровня механических свойств и сокращение стоимости затрат на получение изделий из сплава. Разница затрат получается за счет повышения производительности формирования и точности заготовок, уменьшения энергоемкости процесса и увеличения стойкости пресс-инструмента.
Сплав рекомендуется применять в виде спеченных прессовок, штамповок и длинномерных профилей для изготовления конструкционных деталей, работающих при температуре до 670 К.
Claims (1)
1. Спеченный сплав на основе титана, содержащий олово, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Медь 4 - 7
Олово 1 - 3
Титан Остальное
2. Способ получения спеченного сплава на основе титана, включающий подготовку шихты на основе титанового порошка, прессование заготовок, их спекание, отличающийся тем, что подготовку шихты производят плакированием частиц титанового порошка сначала медью, затем - оловом, после прессования производят отжиг при 770 - 820oК и доуплотнение заготовок.
Медь 4 - 7
Олово 1 - 3
Титан Остальное
2. Способ получения спеченного сплава на основе титана, включающий подготовку шихты на основе титанового порошка, прессование заготовок, их спекание, отличающийся тем, что подготовку шихты производят плакированием частиц титанового порошка сначала медью, затем - оловом, после прессования производят отжиг при 770 - 820oК и доуплотнение заготовок.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4954988 RU2016114C1 (ru) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Спеченный сплав на основе титана и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4954988 RU2016114C1 (ru) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Спеченный сплав на основе титана и способ его получения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016114C1 true RU2016114C1 (ru) | 1994-07-15 |
Family
ID=21584228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4954988 RU2016114C1 (ru) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Спеченный сплав на основе титана и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2016114C1 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA018035B1 (ru) * | 2009-10-07 | 2013-05-30 | Компания Адма Продактс, Инкорпорейтед | Способ получения изделий из титановых сплавов |
| CN103255316A (zh) * | 2012-02-07 | 2013-08-21 | 屏东科技大学 | Ti-Cu-Sn钛合金组成物 |
| WO2015034579A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | Henkel IP & Holding GmbH | Metal sintering film compositions |
| RU2555698C1 (ru) * | 2014-09-11 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ получения порошкового материала на основе титана |
| US10000670B2 (en) | 2012-07-30 | 2018-06-19 | Henkel IP & Holding GmbH | Silver sintering compositions with fluxing or reducing agents for metal adhesion |
| US11745294B2 (en) | 2015-05-08 | 2023-09-05 | Henkel Ag & Co., Kgaa | Sinterable films and pastes and methods for use thereof |
-
1991
- 1991-05-24 RU SU4954988 patent/RU2016114C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.Н.Анциферов и др. Спеченные сплавы на основе титана. М., Металлургия, 1984, стр.113-114. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA018035B1 (ru) * | 2009-10-07 | 2013-05-30 | Компания Адма Продактс, Инкорпорейтед | Способ получения изделий из титановых сплавов |
| CN103255316A (zh) * | 2012-02-07 | 2013-08-21 | 屏东科技大学 | Ti-Cu-Sn钛合金组成物 |
| US10000670B2 (en) | 2012-07-30 | 2018-06-19 | Henkel IP & Holding GmbH | Silver sintering compositions with fluxing or reducing agents for metal adhesion |
| WO2015034579A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | Henkel IP & Holding GmbH | Metal sintering film compositions |
| RU2555698C1 (ru) * | 2014-09-11 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ получения порошкового материала на основе титана |
| US11745294B2 (en) | 2015-05-08 | 2023-09-05 | Henkel Ag & Co., Kgaa | Sinterable films and pastes and methods for use thereof |
| US12042883B2 (en) | 2015-05-08 | 2024-07-23 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Sinterable films and pastes and methods for use thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5190603A (en) | Process for producing a workpiece from an alloy containing dopant and based on titanium aluminide | |
| US4297136A (en) | High strength aluminum alloy and process | |
| EP0436952B1 (en) | Aluminium-alloy powder, sintered aluminium-alloy, and method for producing the sintered aluminum-alloy | |
| JP4304245B2 (ja) | 成形表面を有する粉末冶金による物体 | |
| US9777347B2 (en) | Manufacture of near-net shape titanium alloy articles from metal powders by sintering with presence of atomic hydrogen | |
| JP3741654B2 (ja) | 高密度鉄基鍛造部品の製造方法 | |
| JP2012251234A (ja) | チタン合金部材およびその製造方法 | |
| JPS6296603A (ja) | 耐熱高強度Ａｌ焼結合金製構造用部材の製造方法 | |
| US5466277A (en) | Starting powder for producing sintered-aluminum alloy, method for producing sintered parts, and sintered aluminum alloy | |
| JP6538713B2 (ja) | 機械的性質を向上するためのシリコン添加物を含むアルミニウム合金粉末金属配合物 | |
| US4077811A (en) | Process for "Black Fabrication" of molybdenum and molybdenum alloy wrought products | |
| RU2016114C1 (ru) | Спеченный сплав на основе титана и способ его получения | |
| EP0035601A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Gedächtnislegierung | |
| EP2807282A2 (en) | Oxygen-enriched ti-6ai-4v alloy and process for manufacture | |
| DE2049546C3 (de) | Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines dispersionsverfestigten Legierungskörpers | |
| US4255193A (en) | Method of manufacture of sintered pressed pieces of iron reinforced by iron oxides | |
| EP0202886B1 (en) | Canless method for hot working gas atomized powders | |
| HUP0401206A2 (en) | Sinter metal parts with homogeneous distribution of non-homogeneously melting components and method for the production thereof | |
| CA2042457C (en) | Method of treatment of metal matrix composites | |
| US2978798A (en) | Aluminum and silicon containing metal powder and method of producing workpieces therefrom | |
| US2796660A (en) | Method for the production of light metal articles | |
| DE102004002714B3 (de) | Verfahren zum Leichtmetall-Legierungs-Sintern | |
| RU2087577C1 (ru) | Сплав для подшипников на основе алюминия и способ изготовления биметаллической заготовки для подшипников из этого сплава | |
| JP3572078B2 (ja) | 焼結部品を製造する方法 | |
| US3161948A (en) | Compositions containing iron, molybdenu, silicon and selected low-melting metals |