RU2359780C1 - Method of receiving of cast composition material - Google Patents
Method of receiving of cast composition material Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
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.
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)
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)
| 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 |
-
2007
- 2007-10-29 RU RU2007140121/02A patent/RU2359780C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| 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 |