[go: up one dir, main page]

RU2359780C1 - Method of receiving of cast composition material - Google Patents

Method of receiving of cast composition material Download PDF

Info

Publication number
RU2359780C1
RU2359780C1 RU2007140121/02A RU2007140121A RU2359780C1 RU 2359780 C1 RU2359780 C1 RU 2359780C1 RU 2007140121/02 A RU2007140121/02 A RU 2007140121/02A RU 2007140121 A RU2007140121 A RU 2007140121A RU 2359780 C1 RU2359780 C1 RU 2359780C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reinforcing particles
melt
powder
particles
matrix alloy
Prior art date
Application number
RU2007140121/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007140121A (en
Inventor
Юрий Дмитриевич Корогодов (RU)
Юрий Дмитриевич Корогодов
Игорь Васильевич Гаврилин (RU)
Игорь Васильевич Гаврилин
Михаил Владимирович Кравченко (RU)
Михаил Владимирович Кравченко
Original Assignee
Владимирский Государственный Университет (ВлГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимирский Государственный Университет (ВлГУ) filed Critical Владимирский Государственный Университет (ВлГУ)
Priority to RU2007140121/02A priority Critical patent/RU2359780C1/en
Publication of RU2007140121A publication Critical patent/RU2007140121A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359780C1 publication Critical patent/RU2359780C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to foundry. Method includes heating of matrix alloy higher the liquidus temperature, introduction in it reinforcing particles material in the form of powder, blending of melt of matrix alloy with keeping during 1-15 minutes. Before introduction of reinforcing particles on melt seat they are evenly mixed with shaving or powder of uniform or close by content to composition of matrix alloy in correlation from 1:100 up to 1:10.
EFFECT: it is achieved increasing of distribution uniformity of introduced into melt reinforcing particles.
1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к литейному производству, металлургии и к материаловедению, в частности к способам получения литых композиционных материалов с металлической матрицей, армированных дисперсными твердыми частицами со специальными свойствами.The invention relates to foundry, metallurgy and materials science, in particular to methods for producing cast composite materials with a metal matrix reinforced with dispersed solid particles with special properties.

Известно много способов получения композиционных материалов с металлической матрицей путем растворения, замешивания, пропитки, самодиспергирования армирующих частиц путем получения эндогенных частиц и т.д. Many methods are known for producing composite materials with a metal matrix by dissolving, kneading, impregnating, self-dispersing reinforcing particles by producing endogenous particles, etc.

1. «Теория и технология литых композиционных материалов». Гаврилин И.В. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский технический университет.1991. 340 с.1. "Theory and technology of cast composite materials." Gavrilin I.V. The dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. St. Petersburg: St. Petersburg Technical University. 1991. 340 s

2. «Композиционные материалы, получаемые методом пропитки». Тучинский Л.И. М.: Металлургия, 1986, с.70-87.2. “Composite materials obtained by impregnation”. Tuchinsky L.I. M .: Metallurgy, 1986, p. 70-87.

3. «Литье частично твердеющих сплавов». Флемингз М.К., Мерабян Р.Э. Пер. с англ. Материалы 4-го международного конгресса литейщиков. М.: Машиностроение, 1974, с.78-87.3. "Casting partially hardening alloys." Flemings M.K., Merabyan R.E. Per. from English Materials of the 4th international foundry congress. M.: Mechanical Engineering, 1974, p. 78-87.

Общим недостатком всех указанных способов является недостаточная равномерность распределения армирующих частиц в матрице вплоть до присутствия скоплений - агломератов, включающих сотни и тысячи частиц, что делает свойства таких композитов нестабильными.A common drawback of all these methods is the insufficient uniformity of the distribution of reinforcing particles in the matrix up to the presence of clusters - agglomerates, including hundreds and thousands of particles, which makes the properties of such composites unstable.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение однородности распределения вводимых в расплав армирующих частиц и, как следствие, повышение качества сплава.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the uniformity of the distribution of the reinforcing particles introduced into the melt and, as a result, to improve the quality of the alloy.

Этот технический результат достигается способом получения литых композиционных материалов, включающим нагрев матричного сплава выше температуры ликвидуса, введение в него металла армирующих частиц в виде порошка, перемешивание расплава матричного сплава с выдержкой в течение 1-15 минут, при этом перед введением армирующих частиц на зеркало расплава их равномерно смешивают со стружкой или порошком одинакового или близкого по составу к составу матричного сплава в соотношении от 1:100 до 1:10.This technical result is achieved by the method of producing cast composite materials, including heating the matrix alloy above the liquidus temperature, introducing the metal of the reinforcing particles in the form of powder into it, mixing the melt of the matrix alloy with exposure for 1-15 minutes, while before introducing the reinforcing particles onto the melt mirror they are uniformly mixed with chips or powder of the same or similar composition to the composition of the matrix alloy in a ratio of 1: 100 to 1:10.

Армируемые частицы в виде порошка при смешивании со стружкой равномерно распределяются по шероховатой поверхности стружки в 1-2 слоя. Тем самым армирующие частицы еще до ввода в расплав распределяются тонким слоем равномерно по поверхности стружки. Частицы удерживаются на поверхности стружки силами трения, адгезии и когезии. При вводе в расплав стружка состава, одинакового или близкого к составу матричного сплава, легко смачивается, усваивается и растворяется в расплаве, увлекая за собой равномерно распределенные армирующие частицы, смачивая их и внося их в расплав. Стружка или порошок, покрытые армирующими частицами, выполняют при этом роль носителя армирующих частиц, облегчающего их ввод и равномерное распределение в расплав.Reinforced particles in the form of powder when mixed with chips are evenly distributed on the rough surface of the chip in 1-2 layers. Thus, the reinforcing particles are evenly distributed evenly over the surface of the chips before entering the melt. Particles are held on the surface of the chip by friction, adhesion and cohesion. When a chip of a composition of the same or similar composition as a matrix alloy is introduced into the melt, it is easily wetted, assimilated and dissolved in the melt, entraining evenly distributed reinforcing particles, wetting them and introducing them into the melt. Chips or powder coated with reinforcing particles play the role of a carrier of reinforcing particles, facilitating their input and uniform distribution into the melt.

Способ имеет следующие отличия:The method has the following differences:

- дисперсные армирующие частицы предварительно равномерно смешивают со стружкой или порошком сплава того же или близкого состава, что и расплав, в который необходимо ввести армирующие частицы;- dispersed reinforcing particles are pre-mixed uniformly with shavings or powder of an alloy of the same or similar composition as the melt into which the reinforcing particles are to be introduced;

- дисперсные армирующие частицы смешивают со стружкой или порошком в соотношении от 1:100 до 1:10;- dispersed reinforcing particles are mixed with chips or powder in a ratio of 1: 100 to 1:10;

- смесь стружки или порошка с армирующими частицами вводят в расплав на зеркало.- a mixture of chips or powder with reinforcing particles is introduced into the melt on the mirror.

Способ прост и эффективен, не требует особых температур и специального оборудования, легко применим в любых литейных и металлургических цехах.The method is simple and effective, does not require special temperatures and special equipment, is easily applicable in any foundry and metallurgical shops.

Пример осуществления способаAn example of the method

Предложенный способ получения литых композиционных сплавов с носителем армирующих частиц в виде стружки или порошка того же состава, что и матричный сплав, был осуществлен следующим образом. Для получения композиционного материала в тигельной печи вначале расплавляли часть твердой шихты одного из литейных алюминиевых сплавов. Сплав перегревали на 50-150°С выше температуры ликвидуса (температура в данном способе особого значения не имеет).The proposed method for producing cast composite alloys with a carrier of reinforcing particles in the form of chips or powder of the same composition as the matrix alloy was carried out as follows. To obtain composite material in a crucible furnace, part of the solid charge of one of the cast aluminum alloys was first melted. The alloy was overheated 50-150 ° C above the liquidus temperature (the temperature in this method is not particularly significant).

Сухую стружку того же состава, что и матричный сплав, равномерно смешивали вручную с армирующими частицами карбида кремния в соотношении от 1:100 до 1:10.Dry chips of the same composition as the matrix alloy were uniformly mixed manually with reinforcing particles of silicon carbide in a ratio of 1: 100 to 1:10.

Подачу смеси носителя (стружки или порошка) с армирующими частицами осуществляли порциями прямо на зеркало матричного расплава в печи слоем 5-10 см и слегка притапливали смесь в расплав ручным литейным инструментом. Затем стружка (или порошок) самопроизвольно растворялась (расплавлялась). При необходимости смесь частиц с носителем вводили несколько раз, добиваясь требуемой концентрации частиц в расплаве.A mixture of the carrier (shavings or powder) with reinforcing particles was fed in portions directly to the mirror of the matrix melt in the furnace with a layer of 5-10 cm and the mixture was slightly melted into the melt with a hand foundry tool. Then the shavings (or powder) spontaneously dissolved (melted). If necessary, a mixture of particles with a carrier was introduced several times, achieving the required concentration of particles in the melt.

После ввода носителя с частицами сплав перегревали до температуры выпуска и выдерживали 1-15 мин в печи, применяя ручное или индукционное перемешивание. Затем готовый композит разливали в литейные формы.After entering the carrier with particles, the alloy was overheated to the discharge temperature and kept for 1-15 minutes in the furnace using manual or induction mixing. Then, the finished composite was poured into molds.

Данные об однородности получаемого литого композиционного материала по сравнению с известным способом приведены в таблице 1. Критерием однородности является процентное содержание армирующих частиц, распределенных в матрице поодиночке (без скоплений), в сравнении с общим количеством частиц в матрице. Число одиночно расположенных частиц подсчитывали известным методом секущих на микрошлифах твердого готового композита с использованием микроскопа МИМ-8.Data on the homogeneity of the obtained cast composite material in comparison with the known method are shown in table 1. The uniformity criterion is the percentage of reinforcing particles distributed individually in the matrix (without accumulations), in comparison with the total number of particles in the matrix. The number of individually located particles was calculated by the known method of securing solid finished composite on microsections using a MIM-8 microscope.

Таблица 1Table 1 Способ получения композиционного материалаA method of obtaining a composite material Критерии однородности композиционного материала при соотношении армирующих частиц и стружки (порошка), (%)The homogeneity criteria of the composite material with the ratio of reinforcing particles and shavings (powder), (%) 1:1001: 100 1:701:70 1:501:50 1:301:30 1:201:20 1:101:10 1:51: 5 100:1100: 1 1. Способ получения с носителем1. The method of obtaining a carrier 7878 8989 7070 6161 4444 18eighteen 1010 -- 2. Известный способ2. The known method -- -- -- -- -- -- -- 88

Из данных таблицы следует, что предложенный способ обеспечивает многократно более высокую однородность распределения армирующих частиц в матрице по сравнению с известным способом.From the table it follows that the proposed method provides a significantly higher uniformity of the distribution of reinforcing particles in the matrix compared with the known method.

Использование соотношения армирующих частиц к стружке > 1:100 (например, 1:200) нецелесообразно по причине малых концентраций армирующих частиц в композите (менее 1%). При соотношении < 1:10 (например, 1:5) эффект повышения однородности не достигается.Using a ratio of reinforcing particles to chips> 1: 100 (for example, 1: 200) is impractical due to the low concentration of reinforcing particles in the composite (less than 1%). With a ratio <1:10 (for example, 1: 5), the effect of increasing uniformity is not achieved.

Следовательно, технический результат изобретения - достижение высокой равномерности распределения армирующих частиц в матрице композиционного материала, достигнут.Therefore, the technical result of the invention is the achievement of a high uniformity of the distribution of reinforcing particles in the matrix of the composite material achieved.

Claims (1)

Способ получения литых композиционных материалов, включающий нагрев матричного сплава выше температуры ликвидуса, введение в него армирующих частиц металла в виде порошка, перемешивание расплава матричного сплава с выдержкой в течение 1-15 мин, при этом перед введением армирующих частиц на зеркало расплава их равномерно смешивают со стружкой или порошком одинакового или близкого по составу к составу матричного сплава в соотношении от 1:100 до 1:10. A method for producing cast composite materials, including heating the matrix alloy above liquidus temperature, introducing reinforcing metal particles into it in powder form, mixing the alloy of the matrix alloy with exposure for 1-15 minutes, while before introducing the reinforcing particles onto the melt mirror they are uniformly mixed with chips or powder of the same or similar composition to the composition of the matrix alloy in a ratio of 1: 100 to 1:10.
RU2007140121/02A 2007-10-29 2007-10-29 Method of receiving of cast composition material RU2359780C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007140121/02A RU2359780C1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Method of receiving of cast composition material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007140121/02A RU2359780C1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Method of receiving of cast composition material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007140121A RU2007140121A (en) 2009-05-10
RU2359780C1 true RU2359780C1 (en) 2009-06-27

Family

ID=41019522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007140121/02A RU2359780C1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Method of receiving of cast composition material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359780C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1744135A1 (en) * 1989-08-16 1992-06-30 Харьковский Автомобильно-Дорожный Институт Им.Комсомола Украины Method of producing composite material
RU2020042C1 (en) * 1990-09-19 1994-09-30 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" Method of manufacture of composite material castings on metal base
RU2283888C2 (en) * 2001-11-13 2006-09-20 Фундасьон Инасмет Manufacture of product made from structural metal materials reinforced with carbides

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1744135A1 (en) * 1989-08-16 1992-06-30 Харьковский Автомобильно-Дорожный Институт Им.Комсомола Украины Method of producing composite material
RU2020042C1 (en) * 1990-09-19 1994-09-30 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" Method of manufacture of composite material castings on metal base
RU2283888C2 (en) * 2001-11-13 2006-09-20 Фундасьон Инасмет Manufacture of product made from structural metal materials reinforced with carbides

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007140121A (en) 2009-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kok Production and mechanical properties of Al2O3 particle-reinforced 2024 aluminium alloy composites
Liu et al. Mechanical properties of a low-thermal-expansion aluminum/silicon composite produced by powder metallurgy
CN105264102B (en) Aluminum alloy compositions with improved high temperature mechanical properties
Ashraf et al. Performance-evaluation of concrete properties for different combined aggregate gradation approaches
Ghandvar et al. Wettability enhancement of SiCp in cast A356/SiCp composite using semisolid process
Chakkravarthy et al. Crystallographic orientation and wear characteristics of TiN, SiC, Nb embedded Al7075 composite
CN108265168B (en) A kind of vermicular cast iron surface laser consolidation method
Titov et al. Innovative method of tillage tool hardening
CN104961489A (en) Environment-friendly energy-saving semi-light-weight refractory castable for iron ladles
JP2013518178A (en) Nanocomposites containing a particulate aluminum matrix and process for producing the same
Nagaraj et al. Investigations on mechanical behaviour of micro graphite particulates reinforced Al-7Si alloy composites
RU2359780C1 (en) Method of receiving of cast composition material
Ozersky et al. Novel ultra high performance concrete mixing technology with preliminary dry forced packing
CN108165975A (en) A kind of laser melting coating Al/TiB2 complex intensifying layers
Jamaludin et al. Microstructure and interface analysis of glass particulate reinforced aluminum matrix composite
RU2550394C2 (en) Polycrystalline diamond composite with dispersion-strengthened additive
KR20200001987A (en) Metal with solids
Kandpal et al. Machining response in turning stir cast alumininum alloy based metal matrix composite
Yang et al. Research on the Microstructure and Properties of Stellite6/WC Composite Coatings via Laser Cladding
Sapkota et al. Development of rare earth element-based hybrid aluminium composites using stir casting process
Prajulraj et al. Experimental investigation on mechanical and morphological properties of AA 6061 reinforced with silicon carbide
RU2353475C2 (en) Cast composite material on basis of aluminium and method of its receiving
Bucham et al. Hybrid aluminium alloy (Aa6061) composite mechanical properties investigation
Adesina et al. A study on scan speed relationship with microstructural evolution, phase composition and microhardness of Ni-containing intermetallic coatings on Ti–6Al–4V using laser cladding technique
KR20090033185A (en) Elimination of Odors in Shell Sand Encapsulations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101030

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111227

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20120814

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131030

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150310

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201030