DE68909420T2 - Durch reibung aktivierte extrusion von rasch erstarrten hochtemperatur legierungen auf al-basis. - Google Patents
Durch reibung aktivierte extrusion von rasch erstarrten hochtemperatur legierungen auf al-basis.Info
- Publication number
- DE68909420T2 DE68909420T2 DE89909271T DE68909420T DE68909420T2 DE 68909420 T2 DE68909420 T2 DE 68909420T2 DE 89909271 T DE89909271 T DE 89909271T DE 68909420 T DE68909420 T DE 68909420T DE 68909420 T2 DE68909420 T2 DE 68909420T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- atomic percent
- ranges
- aluminum
- passage
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 18
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 title claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 4
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims 3
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 claims 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 3
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum-iron-vanadium-silicon Chemical compound 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004553 extrusion of metal Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
- C22C1/0416—Aluminium-based alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/08—Amorphous alloys with aluminium as the major constituent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S411/00—Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
- Y10S411/90—Fastener or fastener element composed of plural different materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf dispersionsverstärkte Legierungen auf Aluminium-Basis und insbesondere auf ein Verfahren zur reibungsaktivierten Extrusion unter Verwendung von zerkleinertem, rasch erstarrten Pulver als Zufuhrmaterial für das Verfahren und die Bildung rasch erstarrter Legierungen auf Aluminium-Basis, die verbesserte mechanische Eigenschaften bei Umgebungs- und erhöhten Temperaturen besitzen.
- Bei einem "durch Reibung aktivierten" Extrusionsverfahren wird Metall in ein Ende eines zwischen einem ersten und einem zweiten Element gebildeten Durchlasses gefördert, wobei das zweite Element eine größere Oberfläche zur Anlage für das Metall besitzt als das erste Element. Der Durchlaß weist an dem von demjenigen Ende, in das das Metall gefördert wird, entfernten Ende eine Stauanordnung auf. Zumindest eine Matrizenöffnung des Durchlasses ist dem Stauende zugeordnet. Die den Durchlaß begrenzende Fläche des zweiten Elementes bewegt sich relativ zu der den Durchlaß begrenzenden Fläche des ersten Elementes in Richtung gegen die Matrizenöffnung vom ersten Ende zum Stauende. Der Reibungswiderstand der den Durchlaß begrenzenden Fläche des zweiten Elementes zieht das Metall durch den Durchlaß hindurch und erzeugt darin einen Druck, der ausreichend ist, um das Metall durch die Matrizenöffnung zu extrudieren. Das Stauende des Durchlasses kann im wesentlichen vollständig blockiert werden, wie in der britischen Patentschrift Nr. 1370894 beschrieben ist. In der herkömmlichen Praxis, wie in dem entsprechenden, in den US-Patenten Nr. 4552520 und 4566303 beschriebenen Verfahren, ist der Durchlaß bogenförmig, und das zweite Element ist ein Rad mit einer an seiner Oberfläche gebildeten Nut. Das erste Element ragt in die Nut, und das Stauende wird durch ein vom ersten Element vorspringendes Widerlager gebildet. Vorzugsweise ist das Widerlager von im wesentlichen geringeren Querschnitt als der Durchlaß, so daß es einen bedeutenden Spalt zwischen dem Widerlagerglied und der Nutoberfläche freiläßt. In diesem Falle haftet das Metall an der Nutoberfläche, wie im UK-Patent Nr. 2069389B beschrieben ist, wodurch ein Teil des Metalles durch den Freiraum hindurchgepreßt wird und als Auskleidung in der Nut verbleibt, um am Eintrittsende wieder in den Durchlaß einzutreten, während der Rest des Metalles durch die Matrizenöffnung extrudiert wird.
- Das entsprechende Verfahren wurde ursprünglich für die Extrusion von zugeführten Metallstäben entwickelt. Es wurden Versuche gemacht, um eine Speisung in Form von Granulaten vorzusehen. Die Möglichkeit, Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen aus einer Granulatzufuhr zu extrudieren, hat sich als schwierig erwiesen, weil das Aluminiumpulver keine entsprechenden Fließeigenschaften besitzt, um das Verfahren aufrechtzuerhalten. Dies gilt besonders für Aluminiumlegierungen hoher Leistung, wie jenen, die aus dem mechanischen Legieren oder dem Legieren durch Versprühen in Inert- oder Rauchgas hergestellt wurden. Legierungsgranulate, die durch diese Verfahren hergestellt wurden, besitzen Morphologien, die die Speisung nicht fließfähig machen. Überdies erschwert die hohe Härte der Granulate die effektive reibungsaktivierte Extrusion. Um mit Granulaten aus Aluminiumlegierung hoher Härte verbundene Fließprobleme zu vermeiden, sind Anstrengungen unternommen worden, um eine Speisung anzupassen, die aus weicherem Aluminium und/oder Granulaten aus Aluminiumlegierung zusammengesetzt ist. In solchen Verfahren kleben die weichen Aluminiumgranulate rasch an der Vorrichtung, und das extrudierte Material neigt dazu, an der Oberfläche Blasen zu bilden und sich an der Partikeloberfläche auf Grund des Vorhandenseins einer Oxydschicht an den Granulaten zu verschlechtern (d.h. die Trennung zwischen den Partikeln).
- Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren, bei dem rasch erstarrte Legierungsgranulate auf Aluminium-Basis auf höchst wirksame Weise angepaßt werden.
- Allgemein festgestellt, wird beim vorliegenden durch Reibung aktivierten Extrusionsverfahren ein zerkleinertes, rasch erstarrtes Band aus Aluminiumlegierung als Zufuhrmaterial verwendet. Ankleben und Fließprobleme werden praktisch ausgeschaltet. Das erfindungsgemäße Produkt ist frei von Blasenbildung an der Oberfläche und besitzt verbesserte mechanische Eigenschaften bei Umgebungs- und erhöhten Temperaturen.
- Die Erfindung wird vollständiger verstanden, und weitere Vorteile werden offensichtlich, wenn auf die folgende ins einzelne gehende Beschreibung und die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, worin die Figur eine Photographie ist, die drei unter Verwendung des durch Reibung aktivierten Extrusionsverfahrens der Erfindung hergestellte Drahtspulen abbildet.
- Das rasch erstarrte Band ist das Produkt eines Schmelzspinnverfahrens, das aus der aus Zerstäubungsgießen und Gießen aus einem ebenen Strom bestehenden Gruppe gewählt ist. Bei solchen herkömmlichen Verfahren wird das schmelzgesponnene Band durch Injizieren und Erstarren eines Stromes flüssigen Metalles auf ein sich rasch bewegendes Substrat erzeugt. Dadurch wird das Band durch Konduktionskühlungsraten im Bereiche von 10&sup5; bis 10&sup7; ºC/sec abgekühlt. Solche Verfahren erzeugen typischerweise homogene Materialien und gestatten die Kontrolle der chemischen Zusammensetzung, indem man den Einbau verstärkender Dispersoide in der Legierung mit Größen und Volumenanteilen vorsieht, die durch herkömmliche Ingot-Metallurgie nicht erreichbar war. Im allgemeinen vermindern die durch Schmelzspinnen erreichbaren Kühlgeschwindigkeiten die Größe der während des Erstarrens gebildeten intermetallischen Dispersoide. Ferner sind ausgeklügelte Legierungen, die wesentlich höhere Mengen an Übergangselementen enthalten, dazu imstande, durch Rasche Erstarrung mit mechanischen Eigenschaften erzeugt zu werden, die die zuvor durch herkömmliche Erstarrungsverfahren produzierten übertreffen. Das rasch erstarrte Band wird anschließend zur Teilchenform oder einem Pulver pulverisiert, das als entsprechende Speisung verwendet wird. Die Teilchen können hinsichtlich ihrer Partikelgröße von annähernd einem Viertel Zoll (0,635 cm) Durchmesser bis etwa einem Tausendstel eines Zolls (0,0025 cm) Durchmesser reichen. Das durch dieses Verfahren erzeugte Pulver ist fließfähig, was die Fähigkeit des Materiales entsprechend verbessert, mit Erfolg angepaßt zu werden. Der Begriff "fließfähig", wie er hierin gebraucht wird, bedeutet frei fließend und wird unter Bezugnahme auf jene physikalischen Eigenschaften eines Pulvers gebraucht, wie auf Zusammensetzung, Partikelfeinheit und Partikelform, welche es dem Pulver erlauben, frei in eine Formhöhlung zu fließen (siehe beispielsweise Metals Handbook, neunte Ausgabe, Band 7, Powder Metallurgy, American Society for Metals, S. 278). Insbesondere muß das Pulver dazu imstande sein, durch die Öffnung von 2,5 mm Durchmesser eines Hall-Durchflußmesser-Trichters mit oder ohne äußeren Impuls hindurchzugehen (ASTM B 213 und MPIF 3).
- Die rasch erstarrte Legierung auf Aluminium-Basis besitzt eine Zusammensetzung, die gemäß der Formel aus AlbalFeaSibXc besteht, worin X zumindest ein aus der aus Mn, V, Cr, Mo, W, Nb und Ta bestehenden Gruppe gewähltes Element ist, "a" von 2,0 bis 7,5 Atom-% reicht, "b" von 0,5 bis 3,0 Atom-% reicht, "c" von 0,05 bis 3,5 Atom-% reicht und der Rest Aluminium plus nebensächlicher Verunreinigungen unter der Voraussetzung ist, daß das Verhältnis [Fe+X]:Si von etwa 2,0:1 bis 5,0:1 reicht. Beispiele umfassen Legierungen aus Aluminium-Eisen-Vanadium- Silicium, wobei der Eisenanteil von etwa 1,5 - 8,5 Atom-% reicht, der Vanadiumanteil von etwa 0,25 - 4,25 Atom-% reicht, und der Siliziumanteil reicht von etwa 0,5 - 5,5 Atom-%.
- Alternativ besitzt die rasch erstarrte Legierung auf Aluminium-Basis eine Zusammensetzung, die gemäß der Formel aus AlbalFeaSibXc besteht, worin X zumindest ein aus der aus Mn, V, Cr, Mo, W, Nb und Ta bestehenden Gruppe gewähltes Element ist, "a" von 1,5 bis 7,5 Atom-% reicht, "b" von 0,75 bis 9,0 Atom-% reicht, "c" von 0,25 bis 4,5 Atom-% reicht und der Rest Aluminium plus nebensächlicher Verunreinigungen unter der Voraussetzung ist, daß das Verhältnis [Fe+X]:Si von etwa 2,0:1 bis 1,0:1 reicht.
- Eine alternative rasch erstarrte Legierung auf Aluminium- Basis besitzt einen Zusammensetzungsbereich von etwa 2 - 15 Atom-% zumindest eines aus der aus Zirkon, Hafnium, Titan, Vanadium, Niob, Tantal und Erbium bestehenden Gruppe gewählten Elementes, etwa 0 - 5 Atom-% an Calcium, etwa 0 - 5 Atom-% an Germanium und etwa 0 - 2 Atom-% an Bor, wobei der Rest Aluminium plus nebensächlicher Verunreinigungen ist.
- Noch eine weitere alternative rasch erstarrte Legierung geringer Dichte auf Aluminium-Basis besitzt eine Zusammensetzung, die gemäß der Formel aus AlbalZraLibMgcTd besteht, worin T zumindest ein aus der aus Cu, Si, Sc, Ti, B, Hf, Be, Cr, Mn, Fe, Co und Ni bestehenden Gruppe gewähltes Element ist, "a" von 0,05 bis 0,75 Atom-% reicht, "b" von 9,0 - 17,75 Atom-% reicht, "c" von 0,45 - 8,5 Atom-% reicht, "d" von etwa 0,05 - 13 Atom-% reicht und der Rest Aluminium plus nebensächlicher Verunreinigungen ist.
- Beim Gebrauch des Verfahrens der Erfindung, wie sie hierin oben beschrieben ist, wurde gefunden, daß gewisse Nachteile, wie die Blasenbildung an der Metalloberfläche, das Ankleben an der Vorrichtung und die Unfähigkeit, Aluminiumlegierungen reibungsaktiviert mit verbesserten Eigenschaften zu extrudieren, überwunden wurden. Wenn man eine Aluminiumlegierung aus Aluminiumlegierungspulver durch ein herkömmliches Verfahren extrudiert, muß das Aluminiumlegierungspulver durch Vakuum bei erhöhten Temperaturen entgast werden, um jegliches Gas von der Pulveroberfläche zu entfernen, das während der Konsolidierung, der Herstellung oder dem Gebrauch austreten und Blasen an der Metalloberfläche erzeugen kann.
- Das vorliegende Verfahren ist besonders dadurch vorteilhaft, daß vor der durch Reibung aktivierten Extrusion kein Entgasen der Pulverzufuhr erforderlich ist und das extrudierte Produkt keine Gasaustreibung erfordert.
- Chargen von dreißig Kilogramm eines Pulvers von -40 mesh (US-Normsieb) einer Zusammensetzung, bei einem Ausgleich an Aluminium, von 4,33 Atom-% Eisen, 0,33 Atom-% Vanadium und 1,72 Atom-% Silizium wurden durch Zerkleinern eines rasch erstarrten Bandes hergestellt, das mit ebenem Strom gegossen worden war. Das zerkleinerte Band wurde reibungsaktiviert zu einem Band von annähernd 3 mm Durchmesser extrudiert, indem eine angepaßte Maschine der im UK-Pat. Nr. 2,069,389B beschriebenen Art verwendet wurde. Der sich ergebende extrudierte Draht ist in Figur 1 gezeigt. Die Oberfläche des Drahtes ist glänzend und zeigt keinen Hinweis auf eine oberflächliche Blasenbildung. Der Draht ist gleichmäßig und im wesentlichen porenfrei.
- Eine Charge einer pulverisierten Aluminiumlegierung, die unter Verwendung der in Beispiel I dargelegten Vorgangsweise gebildet worden war, wurde in herkömmlicher Weise zu einem Draht verarbeitet. Während dieses herkömmlichen Verfahrens wurde die Charge in üblicher Weise verarbeitet, indem sie entgast, unter Vakuum zu einem Knüppel von 9 cm Durchmesser heißverpreßt und bei 385ºC zu einem Rechteck von 5 cm x 1 cm extrudiert wurde. Aus der Extrusion wurde ein Draht von 3 mm Durchmesser (dem Meßquerschnitt einer Zugfestigkeitsprobe) herausgearbeitet. Die Zugfestigkeitseigenschaften wurden an dem erfindungsgemäßen, wie in Beispiel I beschrieben, verarbeiteten Draht von 3 mm und an dem in herkömmlicher Weise kompaktierten und extrudierten Draht gemessen. Die sich ergebenden Zugfestigkeitseigenschaften sind unten aufgelistet. Material Erfindungsgemäßer Draht Herkömmlicher Draht
- Der erfindungsgemäße Draht zeigt eine deutlich höhere Festigkeit als der herkömmlich verarbeitete Draht.
- Der in Beispiel I hergestellte erfindungsgemäße Draht von 3mm Durchmesser wurde 24 und 100 Stunden lang verschiedenen Temperaturen bis 600ºC ausgesetzt. Nur bei der höchsten Temperatur zeigte das Material eine sporadische Blasenbildung. Eine Liste der Wärmebestrahlungen und der sich ergebenden Zugfestigkeitseigenschaften ist unten angegeben. Wärmebestrahlung (ºC/Std.)
- Chargen von dreißig Kilogramm eines Pulvers von -40 mesh (US-Normsieb) einer Zusammensetzung, bei einem Ausgleich an Aluminium, von 2,73 Atom-% Eisen, 0,27 Atom-% Vanadium und 1,05 Atom-% Silizium wurden durch Zerkleinern eines rasch erstarrten Bandes hergestellt, das mit ebenem Strom gegossen worden war. Das zerkleinerte Band wurde reibungsaktiviert zu einem Band von annähernd 3 mm Durchmesser extrudiert, indem eine angepaßte Maschine der im UK-Pat. Nr. 2,069,389B beschriebenen Art verwendet wurde. Die Oberfläche des Drahtes ist glänzend und zeigt keinen Hinweis auf eine oberflächliche Blasenbildung. Der Draht ist gleichmäßig und im wesentlichen porenfrei.
- Eine Charge einer gemäß dem in Beispiel I dargelegten Verfahren hergestellten pulverisierten Aluminiumlegierung wurde in herkömmlicher Weise zu einem Draht verarbeitet. Während dieses herkömmlichen Verfahrens wurde die Charge in üblicher Weise verarbeitet, entgast, unter Vakuum zu einem Knüppel von 9 cm Durchmesser heißverpreßt und bei 385ºC zu einem Rechteck von 5 cm x 1 cm extrudiert. Aus der Extrusion wurde ein Draht von 3 mm Durchmesser (dem Meßquerschnitt einer Zugfestigkeitsprobe) herausgearbeitet. Die Zugfestigkeitseigenschaften wurden am erfindungsgemäßen, wie in Beispiel I verarbeiteten Draht von 3 mm und am in herkömmlicher Weise kompaktierten und extrudierten Draht gemessen. Die sich ergebenden Zugfestigkeitseigenschaften sind unten aufgelistet. Material Erfindungsgemäßer Draht Herkömmlicher Draht
- Der erfindungsgemäße Draht zeigt eine deutlich höhere Festigkeit als der herkömmlich verarbeitete Draht.
- Der in Beispiel I hergestellte erfindungsgemäße Draht von 3mm Durchmesser wurde 24 und 100 Stunden lang verschiedenen Temperaturen bis zu 600ºC ausgesetzt. Nur bei der höchsten Temperatur zeigte das Material eine sporadische Blasenbildung. Eine Liste der Wärmebestrahlungen und der sich ergebenden Zugfestigkeitseigenschaften ist unten angegeben. Wärmebestrahlung (ºC/Std.)
- Die Auswirkungen einer Aussetzung an Kräfte sind annähernd dieselben sowohl nach 24 als auch nach 100 Stunden. In dem Maße, als die Aussetzungstemperatur steigt, steigt auch die Stärke und erreicht ein Maximum bei 400ºC. Nach einer Aussetzung an eine Temperatur von 500ºC fällt die Stärke auf einen Wert zwischen dem Maximalwert und dem Wert der nicht ausgesetzten Legierung, während die Stärke nach dem Aussetzen an 600ºC auf etwa den halben Wert dessen fällt, der nach dem Extrudieren auftritt.
- Diese Ergebnisse beweisen die ausgezeichnete Stabilität von "durch Reibung aktivierten" Extrusionsprodukten. Überdies zeigen die Resultate, daß durch das Verfahren nach der Erfindung hochstabile Aluminiumlegierungen ohne Notwendigkeit des Entgasens und der Heißkonsolidierungs-Vorgänge gebildet werden.
Claims (7)
1. Durch Reibung aktiviertes Extrusionsverfahren, bei
dem Metall in einen reibungsaktivierten Extender an einem Ende
eines zwischen einem ersten und einem zweiten Element
gebildeten Durchlasses eingespeist wird, von denen das zweite
Element eine größere Oberfläche zum Anlegen des Metalles
besitzt als das erste Element, wobei der Durchlaß an dem von
einem ersten Ende, in welches das Metall eingespeist wird,
entfernten Ende eine Staustelle aufweist, welchem Stauende
mindestens eine Matrizenöffnung des Durchlasses zugeordnet ist,
und wobei sich die den Durchlaß begrenzende Fläche des zweiten
Elementes relativ zu der den Durchlaß begrenzenden Fläche des
ersten Elementes in Richtung gegen die Matrizenöffnung vom
ersten Ende zum Stauende hin bewegt und der Reibungswiderstand
der den Durchlaß begrenzenden Fläche des zweiten Elementes das
Metall durch den Durchlaß hindurchzieht und damit einen Druck
erzeugt, der ausreicht, um das Metall durch die Matrizenöffnung
hindurch zu extrudieren, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verfahren kontinuierlich ist und das als Speisung für den
Extruder dienende Metall ein teilchenförmiges Material ist, das
frei fließfähig ist und nicht unter Vakuum entgast wurde,
welches teilchenförmige Material aus einem Band aus einer
Aluminiumlegierung zerkleinert wurde, das in einem
Schmelzspinnverfahren, das aus der aus Zerstäubungsgießen und Gießen
aus einem ebenen Strom bestehenden Gruppe gewählt ist, mit
einer von 10&sup5; bis 10&sup7; ºC/sec reichenden Kühlgeschwindigkeit
rasch erstarrt wird, und daß das extrudierte Produkte nicht
entgast wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das
teilchenförmige Material eine von etwa 0,0025 bis 0,635 cm Durchmesser
reichende Partikelgröße besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die rasch
erstarrte Legierung auf Aluminium-Basis eine Zusammensetzung
gemäß der Formel AlbalFeaSibXc besitzt, worin X zumindest ein
aus der aus Mn, V, Cr, Mo, W, Nb und Ta bestehenden Gruppe
gewähltes Element ist, "a" von 2,0 bis 7,5 Atom-% reicht, "b"
von 0,5 bis 3,0 Atom-% reicht, "c", von 0,05 bis 3,5 Atom-%
reicht und der Rest Aluminium plus nebensächlicher
Verunreinigungen unter der Voraussetzung ist, daß das Verhältnis
[Fe+X]:Si von etwa 2,0:1 bis 5,0:1 reicht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die rasch
erstarrte Legierung auf Aluminium-Basis aus etwa 1,5 - 8,5 Atom-%
Eisen, etwa 0,25 - 4,25 Atom-% Vanadium und etwa 0,5 - 5,5
Atom-% Silizium enthält, wobei der Rest aus Aluminium plus
nebensächlicher Verunreinigungen besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die rasch
erstarrte Legierung auf Aluminium-Basis eine Zusammensetzung
gemäß der Formel AlbalFeaSibXc besitzt, worin X zumindest ein
aus der aus Mn, V, Cr, Mo, W, Nb und Ta bestehenden Gruppe
gewähltes Element ist, "a" von 1,5 bis 7,5 Atom-% reicht, "b"
von 0,75 bis 9,0 Atom-% reicht, "c" von 0,25 bis 4,5 Atom-%
reicht und der Rest Aluminium plus nebensächlicher
Verunreinigungen unter der Voraussetzung ist, daß das Verhältnis
[Fe+X]:Si von etwa 2,0:1 bis 1,0:1 reicht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die rasch
erstarrte Legierung auf Aluminium-Basis eine Zusammensetzung
besitzt, die 2. - 15 Atom-% zumindest eines aus der aus Zirkon,
Hafnium, Titan, Vanadium, Niob, Tantal und Erbium bestehenden
Gruppe gewähltes Element enthält, 0 - 5 Atom-% an Calcium, 0 -
5 Atom-% an Germanium und 0 - 2 Atom-% an Bor, wobei der Rest
Aluminium plus nebensächlicher Verunreinigungen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die rasch
erstarrte Legierung auf Aluminium-Basis eine Zusammensetzung
gemäß der Formel AlbalZraLibMgcTd besitzt, worin T zumindest
ein aus der aus Cu, Si, Sc, Ti, B, Hf, Be, Cr, Mn, Fe, Co und
Ni bestehenden Gruppe gewähltes Element ist, "a" von 0,05 bis
0,75 Atom-% reicht, "b" von 9,0 bis 17,75 Atom-% reicht, "c"
von 0,45 - 8,5 Atom-% reicht, "d" von etwa 0,05 - 13 Atom-%
reicht und der Rest Aluminium plus nebensächlicher
Verunreinigungen ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/238,790 US4898612A (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Friction-actuated extrusion of rapidly solidified high temperature Al-base alloys and product |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE68909420D1 DE68909420D1 (de) | 1993-10-28 |
DE68909420T2 true DE68909420T2 (de) | 1994-01-13 |
Family
ID=22899310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE89909271T Expired - Fee Related DE68909420T2 (de) | 1988-08-31 | 1989-07-26 | Durch reibung aktivierte extrusion von rasch erstarrten hochtemperatur legierungen auf al-basis. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4898612A (de) |
EP (1) | EP0481989B1 (de) |
JP (1) | JPH04500240A (de) |
AU (1) | AU628374B2 (de) |
CA (1) | CA1331451C (de) |
DE (1) | DE68909420T2 (de) |
WO (1) | WO1990002210A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007056298A1 (de) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kolben |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2748629B2 (ja) * | 1990-01-22 | 1998-05-13 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置収納用ハウジングおよびその製造方法 |
US5167480A (en) * | 1991-02-04 | 1992-12-01 | Allied-Signal Inc. | Rapidly solidified high temperature aluminum base alloy rivets |
DE69221690T2 (de) * | 1991-04-03 | 1998-04-02 | Sumitomo Electric Industries | Rotor für ölpumpe aus einer aluminiumlegierung und dessen herstellungsverfahren |
US5296675A (en) * | 1993-05-19 | 1994-03-22 | Allied-Signal Inc. | Method for improving high temperature weldments |
US5296676A (en) * | 1993-05-20 | 1994-03-22 | Allied-Signal Inc. | Welding of aluminum powder alloy products |
KR100494792B1 (ko) * | 2002-11-08 | 2005-06-13 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 노크 원인 판단 방법 |
FR2880086B1 (fr) * | 2004-12-23 | 2008-08-22 | Renault Sas | Piece de friction mecanique pour systeme de freinage et d'embrayage comportant une zone d'alliage d'aluminium et de fer |
DE102005047037A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung | Motorische Gleitpaarung aus einer Aluminiumbasislegierung |
DE102011013928A1 (de) | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Schott Solar Ag | Verfahren zum Löten von Solarzellen |
CN110819853A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-21 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种高导电率软铝单丝及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3905083A (en) * | 1974-01-23 | 1975-09-16 | Hans Betz | Process of manufacturing aluminum-lead bearing material |
GB2015035A (en) * | 1978-02-17 | 1979-09-05 | Bicc Ltd | Fabrication of Metallic Materials |
US4347076A (en) * | 1980-10-03 | 1982-08-31 | Marko Materials, Inc. | Aluminum-transition metal alloys made using rapidly solidified powers and method |
FR2529909B1 (fr) * | 1982-07-06 | 1986-12-12 | Centre Nat Rech Scient | Alliages amorphes ou microcristallins a base d'aluminium |
US4743317A (en) * | 1983-10-03 | 1988-05-10 | Allied Corporation | Aluminum-transition metal alloys having high strength at elevated temperatures |
US4675157A (en) * | 1984-06-07 | 1987-06-23 | Allied Corporation | High strength rapidly solidified magnesium base metal alloys |
US4765954A (en) * | 1985-09-30 | 1988-08-23 | Allied Corporation | Rapidly solidified high strength, corrosion resistant magnesium base metal alloys |
EP0218035A1 (de) * | 1985-10-02 | 1987-04-15 | Allied Corporation | Rasch erstarrte Silizium enthaltende legierungen auf Aluminiumbasis für Hochtemperaturanwendungen |
US4729790A (en) * | 1987-03-30 | 1988-03-08 | Allied Corporation | Rapidly solidified aluminum based alloys containing silicon for elevated temperature applications |
-
1988
- 1988-08-31 US US07/238,790 patent/US4898612A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-26 JP JP1508800A patent/JPH04500240A/ja active Pending
- 1989-07-26 DE DE89909271T patent/DE68909420T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-26 WO PCT/US1989/003233 patent/WO1990002210A1/en active IP Right Grant
- 1989-07-26 EP EP89909271A patent/EP0481989B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-26 AU AU40629/89A patent/AU628374B2/en not_active Ceased
- 1989-08-30 CA CA000609894A patent/CA1331451C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007056298A1 (de) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kolben |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1990002210A1 (en) | 1990-03-08 |
EP0481989A1 (de) | 1992-04-29 |
EP0481989B1 (de) | 1993-09-22 |
AU628374B2 (en) | 1992-09-17 |
DE68909420D1 (de) | 1993-10-28 |
US4898612A (en) | 1990-02-06 |
JPH04500240A (ja) | 1992-01-16 |
AU4062989A (en) | 1990-03-23 |
CA1331451C (en) | 1994-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE68916687T2 (de) | Hochfeste, hitzebeständige Aluminiumlegierungen. | |
DE69007920T2 (de) | Hochfeste Magnesiumlegierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung durch rasche Erstarrung. | |
DE69028009T2 (de) | Hochfeste Legierungen auf Magnesium-Basis | |
DE69115567T2 (de) | Teilchendispersionsartige amorphe Aluminiumlegierung mit guter Festigkeit | |
DE68907837T2 (de) | Hochfeste Legierungen auf Magnesiumbasis. | |
DE69223194T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbundlegierungspulver mit Aluminiummatrix | |
DE69104784T2 (de) | Hochfeste Magnesiumlegierung, Strontium enthaltend und Herstellungsverfahren mittels rascher Erstarrung. | |
DE69304231T2 (de) | Hochfeste Aluminiumlegierung | |
DE69502867T2 (de) | Hochfeste Aluminiumlegierung | |
DE69327195T2 (de) | Verfahren zum Giessen von Aluminiumlegierungen und Gusstücken | |
DE68907331T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungen der Serie 7000 mittels Sprühabscheidung und nichtkontinuierlich verstärkten Verbundwerkstoffen, deren Matrix aus diesen Legierungen mit hoher mechanischer Festigkeit und guter Duktilität besteht. | |
DE69508319T2 (de) | Hochfeste und hochduktile Aluminium-Legierung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2423597A1 (de) | Verbesserte aluminiumlegierungsprodukte und verfahren zu deren herstellung | |
DE3882397T2 (de) | Flugasche enthaltende metallische Verbundwerkstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung. | |
DE3139548A1 (de) | Verbesserte aluminium-uebergangsmetall-legierungen, hergestellt unter verwendung von rasch verfestigten pulvern, und verfahren zu deren herstellung | |
DE68912394T2 (de) | Verfahren zur Verformung eines grossen Produktes aus Aluminiumlegierung. | |
DE68909420T2 (de) | Durch reibung aktivierte extrusion von rasch erstarrten hochtemperatur legierungen auf al-basis. | |
DE69115394T2 (de) | Hochfeste Legierungen auf Aluminiumbasis | |
DE1283547B (de) | Verfahren zum Erhoehen der Zugfestigkeit, Dehngrenze und Zeitstandfestigkeit und zurStabilisierung der Kornorientierung von dispersionsgehaerteten Legierungen | |
DE69708486T2 (de) | Hochfeste und hochduktile Legierung auf Aluminiumbasis | |
DE69314308T2 (de) | Hochfeste und wärmebeständige Aluminiumlegierung, verdichteter und verfestigter Werkstoff daraus und Verfahren zur Herstellung | |
DE69708217T2 (de) | Hochfeste Aluminiumlegierung | |
DE2060605A1 (de) | Auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte,gesinterte,hitze- und korrosionsbestaendige,ausscheidungshaertbare Nickel-Chrom-Legierung mit einem Gehalt an einem schwer schmelzbaren Carbid | |
CH646999A5 (de) | Gegenstand aus einer hochfesten aluminiumlegierung und verfahren zu seiner herstellung. | |
DE69301365T2 (de) | Verdichteter und verfestigter Werkstoff aus einer hochfesten, hitzebeständigen Legierung auf Aluminiumbasis und Verfahren zu seiner Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |