способ получения композиционного материала
| Классы МПК: | B22F3/26 пропитка C22C1/10 сплавы с неметаллическими составляющими C22C47/14 порошковой металлургией, те обработкой смесей порошкового металла и волокон или нитей |
| Автор(ы): | Абузин Ю.А., Гончаров И.Е., Каблов Е.Н., Наймушин А.И. |
| Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2002-03-14 публикация патента:
20.09.2003 |
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения композиционных материалов (КМ) на основе армированных интерметаллидов, применяемых в авиационной технике, судостроении, энергетике и др. Предложен способ получения КМ на основе интерметаллидной матрицы, включающий расчет весовых соотношений компонентов смеси по формулам Mмм = Vсл
(1-Vf)
ммVfмм; где Ммм - масса порошка матрицеобразующего материала; Vсл - объем слитка; Vf - объемная доля армирующих наполнителей в заготовке; мм - удельный вес матрицеобразующего металлического порошка; Vfмм - объемная доля матрицеобразующего порошка в заготовке в состоянии засыпки; Mнч = Vсл(1-Vf)нч(1-Vfмм(1+Kp)), где Мнч - масса армирующих нейтральных керамических частиц; нч - удельный вес материала армирующих нейтральных керамических частиц; Кр - коэффициент реакции, определяющий объемную долю расплава по отношению к объему матрицеобразующего порошка. Проводят смешивание матрицеобразующего металлического порошка, выбранного из группы, включающей никель, титан, железо или их смеси с армирующими нейтральными частицами, выбранными из группы оксидов, карбидов, боридов, получение пористой заготовки, реакционную пропитку пористой заготовки расплавом алюминия, гомогенизационную выдержку и кристаллизацию слитка. К армирующим нейтральным частицам добавляют армирующие наполнители в виде волокон, нитевидных кристаллов, пластинок с моно- и поликристаллическим строением. Технический результат: получение КМ со строго заданным химическим составом матрицы и равномерным распределением армирующей фазы по объему слитка. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12
(1-Vf)ммVfмм; где Ммм - масса порошка матрицеобразующего материала; Vсл - объем слитка; Vf - объемная доля армирующих наполнителей в заготовке; мм - удельный вес матрицеобразующего металлического порошка; Vfмм - объемная доля матрицеобразующего порошка в заготовке в состоянии засыпки; Mнч = Vсл(1-Vf)нч(1-Vfмм(1+Kp)), где Мнч - масса армирующих нейтральных керамических частиц; нч - удельный вес материала армирующих нейтральных керамических частиц; Кр - коэффициент реакции, определяющий объемную долю расплава по отношению к объему матрицеобразующего порошка. Проводят смешивание матрицеобразующего металлического порошка, выбранного из группы, включающей никель, титан, железо или их смеси с армирующими нейтральными частицами, выбранными из группы оксидов, карбидов, боридов, получение пористой заготовки, реакционную пропитку пористой заготовки расплавом алюминия, гомогенизационную выдержку и кристаллизацию слитка. К армирующим нейтральным частицам добавляют армирующие наполнители в виде волокон, нитевидных кристаллов, пластинок с моно- и поликристаллическим строением. Технический результат: получение КМ со строго заданным химическим составом матрицы и равномерным распределением армирующей фазы по объему слитка. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Формула изобретения
1. Способ получения композиционного материала на основе интерметаллидов, включающий получение пористой заготовки путем смешивания матрицеобразующего металлического порошка, выбранного из группы никеля, титана, железа или их смеси с армирующими нейтральными керамическими частицами, выбранными из группы оксидов, карбидов или боридов, последующую реакционную пропитку заготовки расплавом алюминия или алюминиевого сплава и дальнейшую кристаллизацию слитка, отличающийся тем, что дополнительно к армирующим нейтральным керамическим частицам могут вводиться армирующие наполнители из группы оксидов, карбидов или боридов, а матрицеобразующий металлический порошок и армирующие нейтральные керамические частицы смешивают в весовых соотношениях, рассчитанных по формуламMмм = Vсл
(1-Vf)ммVfмм;Mнч = Vсл
(1-Vf)нч(1-Vfмм(1+Kp)),где Ммм - масса порошка матрицеобразующего материала;
Vcл - объем слитка;
Vf - объемная доля армирующих наполнителей в заготовке;
мм - удельный вес матрицеобразующего металлического порошка;Vfмм - объемная доля матрицеобразующего порошка в заготовке в состоянии засыпки;
Мнч - масса армирующих нейтральных керамических частиц;
нч - удельный вес материала армирующих нейтральных керамических частиц;Кр - коэффициент реакции, определяющий объемную долю расплава по отношению к объему матрицеобразующего порошка,
при этом средний размер армирующих нейтральных керамических частиц составляет 0,0001-0,2 от среднего размера частиц матрицеобразующего металлического порошка. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве матрицеобразующего металлического порошка используют порошок единого фракционного состава. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в исходную заготовку дополнительно вводят армирующие наполнители из группы оксидов, карбидов или боридов в виде волокон, нитевидных кристаллов, пластинок с моно- и поликристаллическим строением. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после пропитки проводят гомогенизационную выдержку от 0,1 до 100 ч при температуре на 50-70o превышающей точку ликвидуса расплава.
Описание изобретения к патенту
Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть). ТиКласс C22C1/10 сплавы с неметаллическими составляющими
Класс C22C47/14 порошковой металлургией, те обработкой смесей порошкового металла и волокон или нитей