RO125598B1 - Process for preparing metal matrix composite materials by electrochemical process - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unor materiale compozite cu matrice metalică din titan sau aliaje de titan, sau cu matrice din alte metale sau aliaje ranforsate cu particule ceramice pe bază de zirconiu, fier, cupru etc., din carburi, nitruri, boruri etc., printr-un proces de reducere electrochimică în electrolit clorură de calciu topită a oxidului sau oxizilor metalici ai matricelor, cu tensiuni de descompunere sub cea a oxidului de calciu.The invention relates to a process for obtaining composite materials with metallic titanium matrix or titanium alloys, or with matrices of other metals or alloys reinforced with ceramic particles based on zirconium, iron, copper, etc., from carbides, nitrides, borons, etc., by a process of electrochemical reduction in molten calcium chloride electrolyte of the metal oxide or oxides of the matrices, with decay voltages below that of calcium oxide.

Procedeele cunoscute pentru obținerea materialelor compozite cu matrice din titan sau aliaje de titan și din materiale compozite cu alte matrice metalice cu inserții de particule se bazează pe faze specifice precum: procesarea în stare solidă prin metalurgia pulberilor pentru compozite „particulate, utilizând pulberi de metale sau aliaje și pulberi ceramice de ranforsare, amestecate și prelucrate prin presare, extrudare sau laminare la temperaturi înalte; procesare în stare lichidă prin amestecare - metoda „vortex, sau prin codepunerea prin pulverizare a matricei lichide și a particulelor solide de ranforsare, sau prin infiltrare sub presiune a matricei topite în pre-forma presată, poroasă din material de ranforsare; procesare în stare de vapori prin diferite metode de acoperire a componentelor de ranforsare cu straturi intermediare pentru compatibilizarea îmbinărilor și ou matrice metalice.Known processes for obtaining composite materials with titanium matrix or titanium alloys and composite materials with other metal matrix with particle insertions are based on specific phases such as: solid state processing by powder metallurgy for "particulate composites, using metal powders or ceramic reinforcing alloys and powders, mixed and processed by pressing, extrusion or lamination at high temperatures; liquid state processing by mixing - the "vortex method", or by spraying the liquid matrix and solid reinforcing particles by spraying, or by pressure infiltrating the molten matrix into the pressed, porous pre-form of reinforcing material; processing in vapor state by different methods of coating reinforcing components with intermediate layers for compatibility of joints and metal matrix egg.

Procedeele actuale de obținere a unor compozite cu matrice de titan, Ti-MC și a altor materiale compozite cu matrice metalică-MMC, prezintă o serie de dificultăți și dezavantaje, între care: numărul mare de etape tehnologice pentru tratarea ranforsârii și consolidarea compozitului; procesarea la temperaturi foarte înalte, cu matrice lichidă; prelucrarea dificilă prin așchiere în faze intermediare ale proceselor; numărul mare de operații și utilaje specifice, cu consumuri mari de energie; prețul crescut al componentelor de matrice sub formă de benzi sau table și a ranforsărijor tratate superficial, etc.The current processes for obtaining titanium matrix composites, Ti-MC and other composite materials with metallic matrix-MMC, present a number of difficulties and disadvantages, including: the large number of technological steps for treating the reinforcement and reinforcing the composite; processing at very high temperatures, with liquid matrix; difficult processing by cutting in intermediate stages of the processes; large number of specific operations and equipment, with high energy consumption; the high price of the matrix components in the form of strips or sheets and of the superficially treated reinforcements, etc.

în stadiu experimentai, de cercetare, se află diverse procedee electrochimice de electro - reducere a oxizilor metalici în electrolit CaCI₂ topit, bazate pe procesul FFC (Fray-Farthing-Chen) Cambridge și pe procesul OS (Ono-Suzuki), cu obținerea titanului și altor metale sub formă spongioasă, pulverulentă; bazate pe aceleași procese, s-au propus procedee de obținere a unor compuși metalici cu carbon, azot, sulf, oxigen. Procedeele electrochimice cunoscute, de reducere în săruri topite a oxizilor unor metale cu tensiuni de descompunere sub cea a oxidului de calciu, se referă la obținerea de metale, aliaje metalice și compuși și nu la materiale compozite cu matrice metalică.In the experimental, research stage, there are various electrochemical processes of electro-reduction of metal oxides in molten CaCl ₂ electrolyte, based on the Cambridge FFC (Fray-Farthing-Chen) process and the OS (Ono-Suzuki) process, with titanium obtained. and other metals in spongy, powdery form; based on the same processes, methods for obtaining metallic compounds with carbon, nitrogen, sulfur, oxygen have been proposed. Known electrochemical processes for reducing the salts of metals oxides with stresses of decomposition below that of calcium oxide, refer to the obtaining of metals, metal alloys and compounds and not to metal matrix composites.

De exemplu, documentul WO 02/066711A1 prezintă un procedeu de producere a unui metal sau a unui aliaj din material metalifer cu Ti, Si, Ge, Zr, Hf, Sm, U, Al, Mg, Nd, Mo, Cr sau/și Nb sau aliaje ale acestora, care poate conține oxizi, carburi, sulfuri sau nitruri ale metalului respectiv, prin scoaterea atomilor de O, S, N, C din structura corpului solid metalifer prin electroliză în o celulă de electroliză ce include o sare topită ca electrolit, în care impuritățile se dizolvă, în particular, CaC1₂, corpul solid metalifer fiind utilizat drept catod, parametrii de curent/tensiune fiind aleși astfel încât se evită descompunerea electroîitului prin evitarea depunerii cationijor la catod, transportarea materialului anodic spre catod este prevenită. în particular, se poate obține aliaj Ti-AI plecând de la TiO₂ și AI₂O₃. Materialul metalifer catodic este distribuit în jurul unui/unor conductori inerți chimic la temperatură înaltă, fiind sinterizat în aer la 850...95(3^oC, anodul fiind din grafit, temperatura de electroliză fiind de circa 95Q°C, tensiunea fiind între 1,75 și 3,3 V, și intensitatea de curent mai mare de 1 A, aplicată minimum 2 h.For example, WO 02 / 066711A1 shows a process for producing a metal or an alloy of metalliferous material with Ti, Si, Ge, Zr, Hf, Sm, U, Al, Mg, Nd, Mo, Cr or / and Nb or alloys thereof, which may contain oxides, carbides, sulphides or nitrides of the respective metal, by removing O, S, N, C atoms from the structure of the solid metaliferous body by electrolysis in an electrolysis cell including a molten salt as electrolyte , in which the impurities are dissolved, in particular, CaC1 ₂ , the solid metaliferous body being used as a cathode, the current / voltage parameters being chosen so as to avoid the decomposition of the electrode by avoiding the deposition of the cation at the cathode, the transport of the anodic material to the cathode is prevented. In particular, Ti-AI alloys can be obtained starting from TiO ₂ and AI ₂ O ₃ . The cathodic metalliferous material is distributed around a / some chemically inert conductors at high temperature, being sintered in air at 850 ... 95 (3 ^o C, the anode being made of graphite, the electrolysis temperature being about 95Q ° C, the voltage being between 1.75 and 3.3 V, and current intensity greater than 1 A, applied at least 2 h.

De asemenea, documentul US 2007/0029208 A1 prezintă un procedeu și o instalație de purificare a unor metale prin reducere a unor oxizi ai acestora prin electroliză cu electrolit din o sare topită, în particuiar-din CaCi₂ cu 5% GaO la 90Q°G, folosind drept catod oxid de titan, TiO₂, presat și sinterizat la 1450°C, pentru a produce un corp poros și cu anod din grafit, electroliza fiind realizată la o tensiune de 3 V timp de 8 h.Also, the document US 2007/0029208 A1 presents a process and an installation for the purification of some metals by reducing their oxides by electrolysis with electrolyte from a molten salt, in particular from CaCi ₂ with 5% GaO at 90Q ° G. , using as titanium oxide cathode, TiO ₂ , pressed and sintered at 1450 ° C, to produce a porous body and with graphite anode, the electrolysis being performed at a voltage of 3 V for 8 h.

RO 125598 Β1RO 125598 Β1

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în prevederea unor elemente 1 tehnice specifice unui procedeu de producere a unui metal sau a unui aliaj din material metalifer cu Ti, Zr, Fe, Cu, sau aliaje ale acestora, prin electroliză cu CaCI₂, folosind catod 3 din oxizi ai acestor metale în amestec cu particule de carburi, nitruri etc., astfel încât din materialul catodic de după electroliză să se obțină un material compozit cu matrice metalică. 5The technical problem solved by the invention consists in providing technical elements 1 specific to a process for producing a metal or an alloy of metalliferous material with Ti, Zr, Fe, Cu, or their alloys, by electrolysis with CaCl ₂ , using cathode 3 of the oxides of these metals in admixture with carbide particles, nitrides etc., so that from the cathode material after electrolysis a metal matrix composite material is obtained. 5

Procedeul conform invenției, de obținere prin proces electrochimie a unor materiale compozite cu matrice metalică, rezolvă această problemă tehnică printr-o fază preliminară 7 de formare a unui catod din pulberi oxizi metalici și particule de carburi sau nitruri ale unor metale, prin presare și sinterizare la o temperatură în jur de 900°C și o fază de producere a 9 unui metal sau a unui aliaj din material metalifer cu Ti, Zr, Al , Cu sau a unor aliaje ale acestora, utilizând catodul solid menționat și un anod de grafit superdens, prin electroliză în 11 o celulă de electroliză cu CaCI₂ topită ca electrolit, ia 850...950C cu o tensiune de2,7...3,2 V timp de minimum 2 h, la o intensitate de curent de 10...20 A, corespunzătoare unei distanțe 13 anod-catod de 20 + 40 mm și unui raport al suprafețelor anod/catod de 1,5...2,1. Pentru obținerea materialului compozit final, un număr de catozi post-reducere, constituind 15 precursori de compozit, formați din matrice metalică ranforsată cu particule ceramice de carburi, nitruri, boruri sau/și alte particule dure din componența catodului inițial, fiind 17 consolidați preferabil sub formă de bară prin presarea în matriță cu forța de 200...300 kN și sinterizare la 0,7...0,9 din temperatura de topire a metalului sau aliajului de matrice. 19 în particular, catodul poate fi în formă de disc sinterizat.The process according to the invention, for obtaining by electrochemical process of composite materials with metallic matrix, solves this technical problem by a preliminary phase 7 of forming a cathode of metallic oxide powders and particles of carbides or nitrides of metals, by pressing and sintering. at a temperature of around 900 ° C and a phase of production of a metal or an alloy of metalliferous material with Ti, Zr, Al, Cu or alloys thereof, using said solid cathode and a super-dense graphite anode , by electrolysis in 11 a cell of electrolysis with CaCl ₂ melted as electrolyte, takes 850 ... 950C with a voltage of 2.7 ... 3.2 V for a minimum of 2 hours, at a current intensity of 10. .20 A, corresponding to a distance of 13 anode-cathode of 20 + 40 mm and a ratio of anode / cathode surfaces of 1,5 ... 2,1. In order to obtain the final composite material, a number of post-reduction cathodes, constituting 15 precursors of composite, formed of metallic matrix reinforced with ceramic particles of carbides, nitrides, borides and / and other hard particles of the initial cathode composition, being 17 consolidated preferably under bar shape by pressing in the mold with the force of 200 ... 300 kN and sintering at 0.7 ... 0.9 from the melting temperature of the metal or matrix alloy. 19 in particular, the cathode may be in the form of a sintered disk.

Invenția prezintă următoarele avantaje: 21The invention has the following advantages: 21

- se utilizează materii prime mai ieftine (oxizi metalici, compuși fără tratamente de acoperiri); 23- cheaper raw materials (metal oxides, compounds without coating treatments) are used; 2. 3

- procedeul implică un număr mic de operații, cu durate reduse și cu consumuri energetice scăzute; 25- the process involves a small number of operations, with short durations and with low energy consumption; 25

- procedeul permite obținerea de materiale compozite cu o distribuție foarte omogenă a particulelor de ranforsare ceramice în matricea metalică; 27- the process allows to obtain composite materials with a very homogeneous distribution of ceramic reinforcing particles in the metal matrix; 27

- se obține o stabilitate înaltă a îmbinării matrice - armătură datorită procesului insitu, premisă a unor caracteristici fizico -mecanice înalte. 29- a high stability of the matrix-reinforcement joint is obtained, due to the insitu process, a premise of high physical-mechanical characteristics. 29

Invenția este prezentată pe larg în continuare, în legătură și cu figura, care reprezintă schița celulei de electroliză. 31The invention is further illustrated in connection with the figure, which represents the sketch of the electrolysis cell. 31

Procedeul propus pentru obținerea unui material compozit cu matrice metalică și inserții de particule ceramice, printr-un proces de electrochimie utilizând ca electrolit clorură 33 de calciu topită cu adaos de 3 + 5% oxid de calciu, constă în esență în electroreducerea amestecului de oxizi ai metalelor care constituie matricea în care se introduc inițial și 35 particulele de ranforsare ceramice, inerte în proces. Se obține un material compozit precursor sub formă de burete, care este prelucrat ulterior pentru consolidare structurală și 37 realizarea formei finale. De exemplu, pentru obținerea materialului compozit - aliaj Ti-AI₆-V₄ /SiCpartieuig, se prepară un amestec de pulberi de oxizi de Ti, Al și V și de pulbere de SiC și 39 prin proces electrochimie se reduc oxîzii și rezultă un precursor compozit spongios, parțial sinterizat, alcătuit din metale (aliaj metalic) și particule de ranforsare de SiC. Prin compactare 41 și sinterizare ulterioară, se obține produsul compozit în forma finală.The proposed process for obtaining a composite material with metallic matrix and ceramic particle insertions, through an electrochemical process using as molten calcium chloride 33 electrolyte with the addition of 3 + 5% calcium oxide, consists essentially in the electroduction of the mixture of oxides of the metals constituting the matrix into which they are initially introduced and 35 ceramic reinforcing particles, inert in the process. A precursor composite material is obtained in the form of a sponge, which is subsequently processed for structural consolidation and 37 final molding. For example, to obtain the composite material - Ti-AI ₆ -V ₄ / SiCpartieuig alloy, a mixture of Ti, Al and V oxide powders and SiC powder is prepared and 39 by electrochemistry process the oxides are reduced and a precursor results. spongy composite, partially sintered, consisting of metals (metal alloy) and SiC reinforcing particles. By compaction 41 and subsequent sintering, the composite product is obtained in the final form.

Procedeul conform invenției are ca fundament procesele electrochimice de reducere 43 a oxizilor metalelor ce alcătuiesc matricea compozitului, exprimate prin reacții caracteristice care sunt prezentate în continuare. Sunt subliniate speciile dizolvate în electrolit. 45The process according to the invention is based on the electrochemical reduction processes 43 of the oxides of the metals that make up the composite matrix, expressed by characteristic reactions which are presented below. Species dissolved in electrolyte are underlined. 45

CaO = Ca²⁺ + O²; 2O² -O₂ (gaz) +2e y Ca²⁺ + Me_xO_y = xM + yCaO 47CaO = Ca ²⁺ + O ² ; 2O ² -O ₂ (gas) + 2e y Ca ²⁺ + Me _x O _y = xM + yCaO 47

Ca²⁺ + 2e = Ca yCa + Me_xO_y = xM + yCaO 49Ca ²⁺ + 2e = Ca yCa + Me _x O _y = xM + yCaO 49

RO 125598 Β1RO 125598 Β1

Reacțiile electrochimice și chimice sunt posibile deoarece oxidul de calciu CaO este solubil în electrolitul CaCI₂ până la circa 20% molar la 850°C, iar calciul metalic (Ca) este solubil în același electrolit până la circa 4% molar.Electrochemical and chemical reactions are possible because CaO calcium oxide is soluble in CaCl ₂ electrolyte up to about 20% molar at 850 ° C, and metal calcium (Ca) is soluble in the same electrolyte up to about 4 molar%.

Procedeul conform invenției înlătură unele dintre dezavantajele procedeelor cunoscute, prin aceea că: este necesar un număr mic de operații până la obținerea materialului compozit precursor, cu consumuri energetice și de manoperă reduse; utilizează ca materii prime pentru matrice oxizi în loc de metale; utilizează ca elemente de ranforsare particule ceramice fără tratamente suplimentare de acoperiri.The process according to the invention removes some of the disadvantages of the known processes, in that: a small number of operations is required until the precursor composite material is obtained, with low energy and maneuverability; uses as starting materials for oxide matrices instead of metals; It uses ceramic particles as reinforcing elements without additional coating treatments.

Materia prima principală este formată din pulberi de oxizi ai elementelor care constituie matricea (oxizi de Ti, Zr, Fe, Cu etc.) și pulberi de materiale ceramice (carburi, nitruri, boruri etc.), cu granulați! de 0,2 + 500 pm și cu purități de minimum 99%.The main raw material consists of oxide powders of the elements that constitute the matrix (oxides of Ti, Zr, Fe, Cu, etc.) and powders of ceramic materials (carbides, nitrides, borides, etc.), with granules! 0.2 + 500 pm and with purities of at least 99%.

Electrolitul este format din CaCI₂ anhidră și CaO de puritate tehnică.The electrolyte is composed of anhydrous CaCl ₂ and technical purity CaO.

Un catod sub formă de disc se confecționează din amestecul de pulberi din oxidul sau amestecul de oxizi ai metalului/metalelor (aliajului) care constituie matricea și din particulele ceramice, prin următoarele operații: - dozarea pulberilor conform calculelor stoichiometrice privind compoziția compozitului, pentru un amestec de 10 +20 g; omogenizarea amestecului; presarea sub formă de disc cu diametrul de 20 + 30 mm, înălțimea de 5 + 10 mm și porozitatea de 40 + 60%; sinterizarea discului catodic, pentru conferirea unei rezistențe mecanice suficiente la manipulări, la temperaturi de ordinul 700 + 1.200°C, cu durate de 2 + 10 h. Anodul celulei este din grafit superdens, de formă Cilindrică, cu canale care permit evacuarea ușoară a gazeloranodice (a oxigenului) degajate în timpul procesului de electro-reducere,A disk-shaped cathode is made from the powder mixture from the oxide or oxide mixture of the metal (s) (alloy) constituting the matrix and the ceramic particles, by the following operations: - dosing the powders according to the stoichiometric calculations regarding the composition of the composite, for a mixture 10 + 20 g; mixing the mixture; disk pressing with a diameter of 20 + 30 mm, a height of 5 + 10 mm and a porosity of 40 + 60%; sintering the cathode disk, to confer sufficient mechanical resistance to manipulations, at temperatures of the order of 700 + 1,200 ° C, lasting 2 + 10 hours. The anode of the cell is made of super-dense graphite, cylindrical in shape, with channels that allow easy evacuation of the anodic gases. (oxygen) released during the electro-reduction process,

Parametrii principali ai procesului electrochimie sunt: temperatura de lucru: 850 + 950°C; tensiunea aplicată: U = 2,7 + 3,2 V, în etapa a doua; intensitatea curentului: 1 = 10 + 20 A. Distanța anod-catod este de 20 + 40 mm, iar raportul suprafețelor anod/catod esteThe main parameters of the electrochemistry process are: working temperature: 850 + 950 ° C; voltage applied: U = 2.7 + 3.2 V, in the second stage; current intensity: 1 = 10 + 20 A. The anode-cathode distance is 20 + 40 mm, and the anode / cathode surface ratio is

1.5 + 2/1.1.5 + 2/1.

După procesul electrochimie, discurile catodice, care reprezintă precursori de compozit, sunt sub formă de burete, alcătuit din particule metalice parțial sinterizate de metale ale matricei, și particule ceramice de ranforsare îmbinate în matrice. Pentru consolidarea compozitului sub formă de bară, un număr de precursori de compozit se presează în matriță cu forța de 200 + 300 kN și apoi de sinterizează la temperaturi corespunzătoare metalului sau aliajului de matrice. Celula de electroliză pentru obținerea de mate ri al e corn pozite cu matrice metal ică pri n reducere electrochimică are cuva confecționată dintr-un creuzet ceramic 1, rezistent la temperaturi înalte și la acțiunea corozivă a electrolitului topit. Catodul 2, format din amestecul presat- sinterizat de pulberi de oxid (oxizi) metalic(i) și particule de compuși ceramici de ranforsare, este fixat de un suport metalic al catodului 4 prin sertizare.After the electrochemical process, the cathode disks, which represent composite precursors, are in the form of sponge, consisting of metal particles partially sintered by matrix metals, and ceramic reinforcing particles joined in the matrix. To reinforce the composite as a bar, a number of composite precursors are pressed into the mold with the force of 200 + 300 kN and then sintered at temperatures corresponding to the metal or matrix alloy. The electrolysis cell for obtaining the materials of the horns posited with metallic matrix for electrochemical reduction has a vessel made from a ceramic crucible 1, resistant to high temperatures and to the corrosive action of the molten electrolyte. Cathode 2, consisting of the press-sintered mixture of metal oxide (s) powders (s) and particles of ceramic reinforcing compounds, is fixed by a metal support of cathode 4 by crimping.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a procedeului.An example of the process is given below.

Materialul compozit care urmează a fi realizat este de tipul aliaj de titan TÎ-AI6-V4 eu 10% greutate inserții de particule de ranforsare de SiC.The composite material to be manufactured is titanium alloy type TÎ-AI6-V4 and 10% by weight SiC reinforcing particle inserts.

Pentru obținerea unui disc de material precursor de compozit cu greutatea de circaFor obtaining a disc of precursor composite material with the weight of approx

7.5 g, sub formă de disc spongios alcătuit din particule metalice de Ti, Al, V (aliaj) și particule de SiC, conform invenției, se efectuează operațiile descrise în continuare. Se cântăresc cantitățile de pulberi: 8 g TiC₂, 0,6 g AI₂O₃, 0,4 g V₂O₅ și 1,0 g SiC, cu granulații de 5 + 10 pm, care se omogenizează timp de 30 + 60 min, și apoi se presează în matriță la presiunea de 6 + 10 kN. Catodul presat - sinterizat, sub formă de disc cu dimensiunile: φ30 x 5 mm și având porozitatea de 40 + 60%, se montează în celula de electroliză. Se introduce electrolitul sub formă de pulbere din CaCI₂ anhidră, în cantitate de circa 300 g în celulă.7.5 g, in the form of a sponge disc made of metallic particles of Ti, Al, V (alloy) and SiC particles, according to the invention, the operations described below are performed. Weigh the quantities of powders: 8 g TiC ₂ , 0.6 g AI ₂ O ₃ , 0.4 g V ₂ O ₅ and 1.0 g SiC, with granulations of 5 + 10 pm, which are homogenized for 30 + 60 min, and then pressed into the mold at a pressure of 6 + 10 kN. The pressed - sintered cathode, in the form of a disc with the dimensions: φ30 x 5 mm and having a porosity of 40 + 60%, is mounted in the electrolysis cell. The anhydrous CaCl ₂ powder electrolyte is introduced, in the amount of about 300 g in the cell.

RO 125598 Β1RO 125598 Β1

Procesul de electroreducere a oxizilor metalici se desfășoară în atmosferă de argon, eu 1 următorii parametri: temperatura de lucru 850°C; distanța anod - catod 20 mm; tensiunea de 3,0 * 3,2 V cu durata de 6*9 h. Catodul redus este sub formă de disc spongios, alcătuit din 3 particule metalice parțial sinterizate de Ti, Al, V, care înglobează particule de SiC; după extragere din suportul catodului și după spălare cu apă, pentru îndepărtarea clorurii de calciu 5 reziduale infiltrată în pori, discul precursor de compozit are greutatea de circa 7,5 g.The process of electroduction of metal oxides is carried out in an argon atmosphere, I 1 the following parameters: working temperature 850 ° C; distance anode - cathode 20 mm; the voltage of 3.0 * 3.2 V with a duration of 6 * 9 h. The reduced cathode is in the form of a sponge disk, made up of 3 metal particles partially sintered by Ti, Al, V, which include SiC particles; after extraction from the cathode holder and after washing with water, to remove residual calcium chloride 5 infiltrated into the pores, the precursor disk of the composite weighs about 7.5 g.

Pentru obținerea materialului compozit TÎ-AI6-V4 /10 % SiC particule, sub formă de 7 bară (sau disc) cu greutatea de circa 15 g, diametrul de circa 30 mm și grosimea de 5 * 6 mm, două discuri de material precursor se presează în matriță, cu o forță de circa 9To obtain the composite material TÎ-AI6-V4 / 10% SiC particles, in the form of 7 bars (or discs) with a weight of about 15 g, a diameter of about 30 mm and a thickness of 5 * 6 mm, two discs of precursor material are presses into the mold, with a force of about 9

250 kN. Ulterior, compozitul se sinterizează în atmosferă de argon, la 1 ÎQO’C cu o durată a tratamentului de 12 *15 h. 11250 kN. Subsequently, the composite is sintered in an argon atmosphere, at 1 IQO'C with a treatment duration of 12 * 15 h. 11

Claims (2)

Revendicăriclaims 1. Procedeu de obținere prin proces electrochimie a unor materiale compozite cu matrice metalică, incluzând o fază preliminară de formare a unui catod din pulberi de oxizi metalici și particule de carburi sau/și nitruri ale unor metale, prin presare și sinterizare la o temperatură în jur de 900”G, și o fază de producere a unui metal sau a unui aliaj din material metalifer cu Ti, Zr, Al, Cu sau a unor aliaje ale acestora, utilizând catodul solid menționat și un anod de grafit superdens, prin electroliză într- o celulă de electroliză cu CaCl₂ topită ca electrolit, la 85O...95O°C , cu o tensiune de 2,7...3,2 V, timp de minimum 2 h, caracterizat prin aceea că electroliza menționată este realizată la o intensitate de curent de 10...20 A, corespunzătoare unei distanțe anod-catod de 20 + 40 mm și unui raport al suprafețelor anod/catod de 1,5...2,1, pentru obținerea materialului compozit final, un număr de catozi post-reducere, constituind precursori de compozit, formați din matrice metalică ranforsată cu particule ceramice de carburi, nitruri, boruri sau/și alte particule dure din componența catodului inițial, fiind consolidați preferabil sub formă de bară prin presarea în matriță cu forța de 200...300 kN și sinterizare la 0,7...0,9 din temperatura de topire a metalului sau aliajului de matrice.1. Process for obtaining by electrochemical process of composite materials with metal matrix, including a preliminary phase of formation of a cathode of metallic oxide powders and particles of carbides and / or nitrites of metals, by pressing and sintering at a temperature in around 900 "G, and a phase of production of a metal or an alloy of metalliferous material with Ti, Zr, Al, Cu or alloys thereof, using said solid cathode and a super-dense graphite anode, by electrolysis in - an electrolysis cell with CaCl ₂ melted as electrolyte, at 85O ... 95O ° C, with a voltage of 2.7 ... 3.2 V, for a minimum of 2 h, characterized in that said electrolysis is performed at a current intensity of 10 ... 20 A, corresponding to an anode-cathode distance of 20 + 40 mm and a ratio of anode / cathode surfaces of 1.5 ... 2.1, for obtaining the final composite material, a number of post-reduction cathodes, constituting precursors of composite it, formed from metal matrix reinforced with ceramic particles of carbide, nitride, boron and / or other hard particles of the initial cathode composition, being preferably consolidated as a rod by pressing in the mold with the force of 200 ... 300 kN and sintering at 0.7 ... 0.9 from the melting temperature of the metal or matrix alloy. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, pentru electroliză, utilizează un catod în formă de disc sinterizat cu diametrul de 30 mm, înălțimea de 5 + 10 mm, și porozitatea 40 + 60%, fixat de suportul metalic al catodului prin sertizare.The process according to claim 1, characterized in that, for electrolysis, it uses a sintered disk cathode with a diameter of 30 mm, a height of 5 + 10 mm, and a porosity of 40 + 60%, fixed by the metal support of the cathode through crimp.