RU2688039C1 - Aluminum material for additive technologies - Google Patents
Aluminum material for additive technologies Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688039C1 RU2688039C1 RU2017146728A RU2017146728A RU2688039C1 RU 2688039 C1 RU2688039 C1 RU 2688039C1 RU 2017146728 A RU2017146728 A RU 2017146728A RU 2017146728 A RU2017146728 A RU 2017146728A RU 2688039 C1 RU2688039 C1 RU 2688039C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- aluminum
- technology
- alloy
- additive
- Prior art date
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N molecular nitrogen;molecular oxygen Chemical compound N#N.O=O DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011860 particles by size Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004482 other powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, прежде всего к составу и технологии получения заготовок и деталей из материалов на основе алюминия, в том числе с использованием технологий селективного лазерного сплавления.The invention relates to the field of metallurgy, primarily to the composition and technology of producing blanks and parts from materials based on aluminum, including using selective laser fusion technology.
В настоящее время внедрение аддитивных технологий в производство открывает возможность использования сплавов и других порошковых материалов и композиций, не предназначенных для литья, а обладающих повышенными прочностными свойствами. Также аддитивные технологии позволяют получать сложную (в том числе недостижимую для обработки станками) и, одновременно, высокоточную (на уровне 100 мкм) структуру итогового изделия. Кроме того для создания новых изделий требуется применение материалов с повышенным комплексом механических свойств, так как существующие решения не могут конкурировать с деформируемыми сплавами. Таким образом, заявляемый в настоящем изобретении алюминиевый порошок для аддитивных технологий с улучшенными прочностными свойствами имеет обширное потенциальное применение.At present, the introduction of additive technologies in production opens up the possibility of using alloys and other powder materials and compositions, not intended for casting, but with enhanced strength properties. Also, additive technologies allow to obtain a complex (including unattainable for machining machines) and, at the same time, high-precision (at the level of 100 μm) the structure of the final product. In addition, the creation of new products requires the use of materials with a high complex of mechanical properties, since existing solutions cannot compete with deformable alloys. Thus, the aluminum powder claimed in the present invention for additive technologies with improved strength properties has wide potential applications.
В патенте WO 2016145397 A1 (опубл. 15.09.2016) компанией Alcoa защищена технология получения алюминиевого порошка из сплавов систем 2ххх, 3ххх, 4ххх, 5ххх, 6ххх, 7ххх и 8ххх. Кроме того, этой компанией патентуются составы нестандартных алюминиевых сплавов для аддитивного производства: Al, (3-12) мас. % Fe, (0,1-3) мас. % V; (0,1-3) мас. % Si; (1,0-6) мас. % Cu (Пат. WO 2016081348 А1 опубл. 26.05.2016). Данные материалы обладают хорошей работоспособностью в условиях высоких температур, однако уровень их механических характеристик недостаточный для использования в высоконагруженных частях.In patent WO 2016145397 A1 (publ. September 15, 2016), Alcoa protected the technology for producing aluminum powder from alloys of 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx and 8xxx systems. In addition, this company patented non-standard aluminum alloy compositions for additive production: Al, (3-12) wt. % Fe, (0.1-3) wt. % V; (0.1-3) wt. % Si; (1.0-6) wt. % Cu (US Pat. WO 2016081348 A1 publ. 05/26/2016). These materials have good performance at high temperatures, but the level of their mechanical characteristics is insufficient for use in high-loaded parts.
Компания Hamilton Sundstrand Corporation предлагает технологию получения изделий и новый состав алюминиевого порошка, содержащий (90,15-95,80) мас. % алюминия, (3,00-4,50) мас. % кремния, (0,70-1,50) мас. % магния, (0,50-1,00) мас. % марганца, (0-0,50) мас. % железа, (0-0,10) мас. % меди, (0-0,50) мас. % титана, (0-0,20) мас. % бора, (0-1,50) мас. % никеля и (0-0,05) мас. % других легирующих элементов, в расчете на общую массу алюминиевого сплава (Пат. US 20170016094 А1 опубл. 19.01.2017). Тем не менее данный материал обладает пониженной технологичностью при изготовлении деталей методом селективного лазерного сплавления ввиду низкой концентрации кремния и как следствие высокой склонностью к образованию горячих трещин.Hamilton Sundstrand Corporation offers the technology to produce products and a new composition of aluminum powder containing (90.15-95.80) wt. % aluminum, (3,00-4,50) wt. % silicon, (0.70-1.50) wt. % magnesium, (0.50-1.00) wt. % manganese, (0-0.50) wt. % iron, (0-0,10) wt. % copper, (0-0.50) wt. % titanium, (0-0.20) wt. % boron, (0-1,50) wt. % Nickel and (0-0,05) wt. % of other alloying elements, based on the total weight of the aluminum alloy (Pat. US 20170016094 A1 publ. 01/19/2017). Nevertheless, this material has a low processability in the manufacture of parts by the method of selective laser alloying due to the low silicon concentration and, as a consequence, a high tendency to hot cracks.
Компания Honeywell International Inc. предлагает способ аддитивного производства изделий методом селективного лазерного сплавления алюминиевого сплава, представленного формулой AlbalFeaSibXc, где X представляет собой по меньшей мере один элемент, из группы Mn, V, Cr, Мо, W, Nb и Та; «а» составляет от 2,0 до 7,5 ат %; «b» - от 0,5 до 3,0 ат. %; «с» находится в диапазоне от 0,05 до 3,5 ат. % (Пат. US 9267189 B2 опубл. 23.02.2016). материал обладает высокой прочностью, однако за счет использования интерметаллидов уровень пластичности крайне низок, что приводит к возникновению трещин при печати.Honeywell International Inc. proposes a method of additive production of products by the method of selective laser alloying of an aluminum alloy represented by the formula Al bal Fe a Si b X c , where X is at least one element from the group Mn, V, Cr, Mo, W, Nb and Ta; "A" is from 2.0 to 7.5 at%; "B" - from 0.5 to 3.0 at. %; "C" is in the range from 0.05 to 3.5 at. % (US Pat. US 9,267,189 B2 publ. 02/23/2016). The material has high strength, but due to the use of intermetallic compounds the level of plasticity is extremely low, which leads to the appearance of cracks during printing.
Компания Questek Innovations Llc заявила изобретение (WO 2017041006 А1 опубл. 09.03.2017), в котором предлагается технология и состав сплава для получения изделий аддитивными технологиями: сплав содержит (3-9)% цинка, (2-6)% магния, (0,5-2)% меди, (0-1)% циркония, (0-2)% иттрия, (0-2)% эрбия, (0-2)% иттербия, (0-2)% скандия, (0-2)% серебра и (0-2)% марганца.The company Questek Innovations Llc stated the invention (WO 2017041006 A1 publ. 03/09/2017), which proposes the technology and composition of the alloy for obtaining products by additive technologies: the alloy contains (3-9)% zinc, (2-6)% magnesium, (0 , 5-2)% copper, (0-1)% zirconium, (0-2)% yttrium, (0-2)% erbium, (0-2)% ytterbium, (0-2)% scandium, (0 -2)% silver and (0-2)% manganese.
Также перспективным представляется способ получения композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов путем селективного лазерного сплавления. Компания Arconic Inc. предлагает технологию получения такого материала из сплавов систем 2ХХХ и 8ХХХ путем добавления 1-30 об. % керамических частиц TiB2 (Пат. US 20170120393 А1 опубл. 04.05.2017), а также алюминиевый сплав, включающий от 3 до 12 вес. % Fe, от 0,1 до 3 мас. % V, от 0,1 до 3 мас. % Si, от 1,0 до 6 мас. % Cu, от 1 до 30 об. % керамических частиц (Пат. WO 2017176532 А2 опубл. 12.10.2017).Also promising is a method for producing composite materials based on aluminum alloys by selective laser alloying. Arconic Inc. It offers the technology for producing such material from alloys of 2XXX and 8XXX systems by adding 1-30 vol. % ceramic particles TiB 2 (Pat. US 20170120393 A1 publ. 04.05.2017), as well as aluminum alloy, comprising from 3 to 12 weight. % Fe, from 0.1 to 3 wt. % V, from 0.1 to 3 wt. % Si, from 1.0 to 6 wt. % Cu, from 1 to 30 vol. % of ceramic particles (US Pat. WO 2017176532 A2 publ. 10/12/2017).
Прототипом данного изобретения является патент (Пат. US 20160145722 А1 опубл. 25.05.2016), в котором предлагается алюминиевый сплав для аддитивных технологий, содержащий 97-99 масс. % Al и Si, 0,25-0,4 масс. % Cu и 0,15-1,35 масс. % комбинации по меньшей мере двух из следующих элементов: Mg, Ni и Ti.The prototype of this invention is a patent (US Pat. US 20160145722 A1 publ. 25.05.2016), which offers an aluminum alloy for additive technology, containing 97-99 masses. % Al and Si, 0.25-0.4 wt. % Cu and 0.15-1.35 wt. % combination of at least two of the following elements: Mg, Ni and Ti.
Техническим результатом данного изобретения является возможность получения сплава на основе алюминия с повышенными механическими свойствами и порошка из него для производства изделий аддитивными технологиями, обладающих повышенной прочностью.The technical result of the present invention is the possibility of obtaining an alloy based on aluminum with improved mechanical properties and powder from it for the production of products additive technology with high strength.
Технический результат достигается за счет того, что в сплаве на основе алюминия, содержащем кремний, магний, железо, медь и титан, новым является то, что он дополнительно содержит марганец, железо и титан при следующем соотношении компонентов, масс. %: Si 10,0-14,0; Mg 0,3-1,0; Cu 0,3-1,0; Mn 0,3-1,0; Ti 0,12-0,30; Fe 0,1-0,50; Al - остальное.The technical result is achieved due to the fact that in the aluminum-based alloy containing silicon, magnesium, iron, copper and titanium, it is new that it additionally contains manganese, iron and titanium in the following ratio of components, mass. %: Si 10.0-14.0; Mg 0.3-1.0; Cu 0.3-1.0; Mn 0.3-1.0; Ti 0.12-0.30; Fe 0.1-0.50; Al - the rest.
Технический результат достигается также за счет использования порошка из указанного алюминиевого сплава со средним размером частиц от 20 до 150 мкм, полученный распылением расплава и предназначенный для изготовления изделий аддитивной технологией.The technical result is also achieved through the use of powder from the specified aluminum alloy with an average particle size of from 20 to 150 microns, obtained by spraying the melt and intended for the manufacture of products by additive technology.
Дополняют изобретение частные признаки его исполнения. Так, порошок имеет средний размер частиц до 63 мкм.The invention is supplemented by private features of its execution. So, the powder has an average particle size of up to 63 microns.
Описание чертежей.Description of the drawings.
Фиг. 1 - Распределение частиц порошка по размерам после распыления.FIG. 1 - The distribution of powder particles by size after spraying.
Фиг. 2 - Внешний вид порошка после распыления.FIG. 2 - The appearance of the powder after spraying.
Фиг. 3 - Внешний вид рабочей поверхности принтера с нанесенным порошком.FIG. 3 - The appearance of the working surface of the printer with the powder applied.
Фиг. 4 - Распределение частиц порошка по размерам после распыления и сепарации.FIG. 4 - The distribution of powder particles by size after spraying and separation.
Фиг. 5 - Внешний вид порошка после распыления и сепарации.FIG. 5 - The appearance of the powder after spraying and separation.
Фиг. 6 - Внешний вид рабочей поверхности принтера с нанесенным порошком и сепарации.FIG. 6 - The appearance of the working surface of the printer with the applied powder and separation.
Осуществление изобретения.The implementation of the invention.
Для решения поставленной задачи предлагается следующая технология: в расплав алюминия марки А85 при температуре 800°С вводится медь марки М0, после растворения меди вводят лигатуры Al-10%Fe, Al-10%Mn, затем вводят магний Мг90 и лигатуру Al-5%Ti. Плавку проводят в индукционной печи. После получения расплава его распыляют азотно-кислородной смесью с содержанием 1% кислорода в стальную бочку. Получаемый порошок имеет следующий фракционный состав 10-63 мкм. После получения порошок проходит сепарацию для отсева фракции менее 20 мкм.To solve this problem, the following technology is proposed: M0 copper is introduced into A85 aluminum melt, Al-10% Fe, Al-10% Mn ligatures are introduced after copper is dissolved, then Mg-90 and Al-5% ligature are introduced Ti. Melting is carried out in an induction furnace. After receiving the melt it is sprayed with a nitrogen-oxygen mixture containing 1% of oxygen in a steel barrel. The resulting powder has the following fractional composition of 10-63 microns. After receiving the powder passes separation for screening fraction less than 20 microns.
Исследование внешнего вида порошка проводят с использованием растровой электронной микроскопии, фракционный состав определяют на лазерном анализаторе, текучесть определяют согласно ГОСТ 20899-98 на приборе Холла (воронка диаметром 5 мм). Определение насыпной плотности выполняется с помощью волюмометра в соответствии с методикой ГОСТ 19440-94 методом с использованием воронки.The study of the appearance of the powder is carried out using scanning electron microscopy, the fractional composition is determined on a laser analyzer, the yield is determined according to GOST 20899-98 on a Hall device (funnel 5 mm in diameter). Determination of bulk density is performed using a volumeter in accordance with the method of GOST 19440-94 using the funnel method.
Пример 1.Example 1
Алюминиевый порошок состава Al-10,3%Si-0,5%Mg-0,7%Cu-0,2%Ti-0,5%Mn, 0,3%Fe был получен следующим образом:The aluminum powder of the composition Al-10.3% Si-0.5% Mg-0.7% Cu-0.2% Ti-0.5% Mn, 0.3% Fe was obtained as follows:
Для приготовления порошка использовались чистые металлы: алюминий, магний и медь и лигатуры Al-10%Fe, Al-10%Mn и Al-5%Ti. Плавку вели в графито-шамотных тиглях в индукционной печи. Распыление расплава осуществляли при температуре 750-800°С в стальную бочку азотно-кислородной смесью с содержанием 1% кислорода.For the preparation of the powder, pure metals were used: aluminum, magnesium and copper, and Al-10% Fe, Al-10% Mn and Al-5% Ti master alloys. Melting was carried out in graphite-chamotte crucibles in an induction furnace. Melt spraying was carried out at a temperature of 750-800 ° C in a steel barrel with a nitrogen-oxygen mixture with a content of 1% oxygen.
Гранулометрический состав порошка d50=33,4 мкм, (d90-d10)/d50=1,08 (Фиг. 1).The granulometric composition of the powder d 50 = 33.4 microns, (d 90 -d 10 ) / d 50 = 1.08 (Fig. 1).
После получения порошок исследовали в растровом электронном микроскопе. На Фиг. 2 представлен внешний вид порошка. Как видно присутствуют частицы размером менее 20 мкм, которые частично налипают на более крупные, образуя агломераты. В результате порошок обладает очень низкой текучестью (порошок не течет через воронку диаметром 5 мм) и насыпной плотностью 1,11 г/см3. При засыпке в принтер порошок не удалось равномерно рассыпать и разровнять (Фиг. 3).After receiving the powder was investigated in a raster electron microscope. FIG. 2 shows the appearance of the powder. As you can see, there are particles with a size of less than 20 microns, which partially stick to larger ones, forming agglomerates. As a result, the powder has a very low fluidity (the powder does not flow through a funnel with a diameter of 5 mm) and a bulk density of 1.11 g / cm 3 . When filling powder into the printer, it was not possible to evenly scatter and smooth the powder (Fig. 3).
Пример 2.Example 2
Алюминиевый порошок состава Al-10,3%Si-0,5%Mg-0,7%Cu-0,2%Ti-0,5%Mn, 0,3%Fe был получен следующим образом:The aluminum powder of the composition Al-10.3% Si-0.5% Mg-0.7% Cu-0.2% Ti-0.5% Mn, 0.3% Fe was obtained as follows:
Для приготовления порошка использовались чистые металлы: алюминий, магний и медь и лигатуры Al-10%Fe, Al-10%Mn и Al-5%Ti. Плавку вели в графито-шамотных тиглях в индукционной печи. Распыление расплава осуществляли при температуре 750-800°С в стальную бочку азотно-кислородной смесью с содержанием 1% кислорода. После получения порошок прошел сепарацию с отделением фракции менее 20 мкм.For the preparation of the powder, pure metals were used: aluminum, magnesium and copper, and Al-10% Fe, Al-10% Mn and Al-5% Ti master alloys. Melting was carried out in graphite-chamotte crucibles in an induction furnace. Melt spraying was carried out at a temperature of 750-800 ° C in a steel barrel with a nitrogen-oxygen mixture with a content of 1% oxygen. After receiving the powder was separated with the separation of the fraction of less than 20 microns.
Гранулометрический состав порошка d50=46 мкм, (d90-d10)/d50=0,63 (Фиг. 4).The granulometric composition of the powder d 50 = 46 microns, (d 90 -d 10 ) / d 50 = 0.63 (Fig. 4).
После получения порошок исследовали в растровом электронном микроскопе. На Фиг. 5 представлен внешний вид порошка. Как видно частиц размером менее 20 мкм практически не наблюдается. В результате порошок обладает хорошей текучестью (порошок течет через воронку диаметром 5 мм за 18,5 с) и высокой насыпной плотностью 1,42 г/см3. При засыпке в принтер порошок однородно и равномерно распределяется по рабочей поверхности (Фиг. 6).After receiving the powder was investigated in a raster electron microscope. FIG. 5 shows the appearance of the powder. As can be seen, particles smaller than 20 microns are practically not observed. As a result, the powder has good flowability (the powder flows through a funnel with a diameter of 5 mm in 18.5 s) and a high bulk density of 1.42 g / cm 3 . When filling in the printer, the powder is uniformly and evenly distributed on the working surface (Fig. 6).
Пример 3Example 3
Алюминиевый порошок различных составов (табл. 1) был получен по технологии аналогично по примеру 2 и обработан с использованием технологии селективного лазерного сплавления с использованием 200 Вт лазера. В результате были изготовлены образцы для определения механических свойств при растяжении по ГОСТ 1497. Пористость определялась металлографическим методом на микрошлифах на не менее чем 10 полях при увеличении 100 крат. Результаты испытаний представлены в таблице 2.Aluminum powder of various compositions (Table 1) was obtained according to the technology similarly to Example 2 and processed using the technology of selective laser fusion using a 200 W laser. As a result, samples were made to determine the mechanical tensile properties according to GOST 1497. The porosity was determined by the metallographic method on microsections on at least 10 fields with an increase of 100 times. The test results are presented in table 2.
Предлагаемый материал в виде порошка после его обработки методами селективного лазерного сплавления обладает повышенной на 25% прочностью при сохранении низкого содержания дефектов.The proposed material in the form of a powder after its processing by the methods of selective laser alloying has a 25% higher strength while maintaining a low content of defects.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146728A RU2688039C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Aluminum material for additive technologies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146728A RU2688039C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Aluminum material for additive technologies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688039C1 true RU2688039C1 (en) | 2019-05-17 |
Family
ID=66578979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146728A RU2688039C1 (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Aluminum material for additive technologies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688039C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020224894A1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-11-12 | Daimler Ag | Component, in particular for a vehicle, and method for producing such a component |
| RU2752489C1 (en) * | 2020-12-26 | 2021-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Powder material with high thermal conductivity |
| RU2771718C1 (en) * | 2021-12-15 | 2022-05-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Composite carbon-containing aluminum powder material for additive technologies |
| WO2024167440A1 (en) * | 2023-02-09 | 2024-08-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium powder material for additive manufacturing of parts |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131944A (en) * | 1983-12-19 | 1985-07-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Superheat-and wear-resistant aluminum alloy and its manufacture |
| JPH0270036A (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Furukawa Alum Co Ltd | Wear-resistant aluminum alloy material |
| RU2333992C1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-09-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Alloy on aluminium basis |
| RU2493281C1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМИН" | Method for obtaining of nanosized powders of aluminium-silicon alloys |
| US20160145722A1 (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-26 | Industrial Technology Research Institute | Alloy casting material and method for manufacturing alloy object |
-
2017
- 2017-12-28 RU RU2017146728A patent/RU2688039C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131944A (en) * | 1983-12-19 | 1985-07-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Superheat-and wear-resistant aluminum alloy and its manufacture |
| JPH0270036A (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Furukawa Alum Co Ltd | Wear-resistant aluminum alloy material |
| RU2333992C1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-09-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Alloy on aluminium basis |
| RU2493281C1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМИН" | Method for obtaining of nanosized powders of aluminium-silicon alloys |
| US20160145722A1 (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-26 | Industrial Technology Research Institute | Alloy casting material and method for manufacturing alloy object |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020224894A1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-11-12 | Daimler Ag | Component, in particular for a vehicle, and method for producing such a component |
| US12480185B2 (en) | 2019-05-06 | 2025-11-25 | Mercedes-Benz Group AG | Component, in particular for a vehicle, and method for producing such a component |
| RU2752489C1 (en) * | 2020-12-26 | 2021-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Powder material with high thermal conductivity |
| WO2022139629A1 (en) * | 2020-12-26 | 2022-06-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Powdered material with high heat conductivity |
| CN116723904A (en) * | 2020-12-26 | 2023-09-08 | 轻材料与技术研究所有限责任公司 | Powder material with high thermal conductivity |
| EP4269641A4 (en) * | 2020-12-26 | 2024-10-23 | Obshchestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'Yu "Institut Legkikh Materialov I Tekhnologij" | POWDERY MATERIAL WITH HIGH THERMAL CONDUCTIVITY |
| RU2771718C1 (en) * | 2021-12-15 | 2022-05-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Composite carbon-containing aluminum powder material for additive technologies |
| RU2804221C1 (en) * | 2022-12-12 | 2023-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium material for additive technologies and item produced from this material |
| RU2805736C1 (en) * | 2023-02-09 | 2023-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Powdered aluminum material for manufacture of products by additive techniques |
| WO2024167440A1 (en) * | 2023-02-09 | 2024-08-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" | Aluminium powder material for additive manufacturing of parts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jokhio et al. | Manufacturing of aluminum composite material using stir casting process | |
| Sharma et al. | Development of rare-earth oxides based hybrid AMCs reinforced with SiC/Al2O3: mechanical & metallurgical characterization | |
| JPH0742536B2 (en) | Aluminum-based alloy product having high strength and high toughness and its manufacturing method | |
| CA2978642A1 (en) | Aluminum alloy products, and methods of making the same | |
| JP7152977B2 (en) | aluminum alloy | |
| RU2717441C1 (en) | Aluminium alloy for additive technologies | |
| Saravanakumar et al. | Synthesis and mechanical behavior of AA 6063-x wt.% Al2O3-1% Gr (x= 3, 6, 9 and 12 wt.%) hybrid composites | |
| RU2688039C1 (en) | Aluminum material for additive technologies | |
| Borodianskiy et al. | Nanomaterials applications in modern metallurgical processes | |
| Jeffrey et al. | Contriving and assessment of magnesium alloy composites augmented with boron carbide VIA liquid metallurgy route | |
| RU2744075C2 (en) | Powdered aluminum material | |
| Yeom et al. | Effects of Mg enhancement and heat treatment on microstructures and tensile properties of Al2Ca-added ADC12 die casting alloys | |
| Vijeesh et al. | The effect of the addition of strontium and cerium modifiers on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-Si (LM30) alloy | |
| Qasim et al. | Enhancement the mechanical properties of aluminum casting alloys (A356) by adding nanorods structures from zinc oxide | |
| Kosa et al. | Effects of strontium on the microstructure of Al–Si casting alloys | |
| Paul et al. | Microstructure and phase transformations near the bonding zone of Al/Cu clad manufactured by explosive welding | |
| Chanyathunyaroj et al. | Mechanical properties of squeeze-cast Al–7Si–0.3 Mg alloys with Sc-modified Fe-rich intermetallic compounds | |
| Abraar et al. | Experimental investigation on metallurgical and mechanical properties and wear behavior of Al5032/SiC nanocomposites | |
| Ede et al. | Effects of silicon carbide (SiC) nano particulates addition on mechanical properties of Aa2618 Alloy | |
| US20110165014A1 (en) | Aluminium-based grain refiner | |
| Rajesh et al. | Recent studies in Aluminium Metal Matrix Nano Composites (AMMNCs)-A review | |
| Ramesh et al. | A Review on the Effect of Titanium Carbide (TiC) as Reinforcement Composites in Aluminium-Based Metal Matrix Composites on the Microstructure and Mechanical Properties using Stir Casting Process | |
| Lech-Grega et al. | Iron Phases in Model Al-Mg-Si-Cu Alloys | |
| Syarifudin et al. | Effect of ZrO2 addition on mechanical properties and microstructure of Al-9Zn-6Mg-3Si matrix composites manufactured by squeeze casting | |
| Felber et al. | Properties of aluminum metal matrix composites manufactured by selective laser melting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20220128 |