RU2444417C1 - Method of producing article from foamed aluminium-based composite material - Google Patents
Method of producing article from foamed aluminium-based composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2444417C1 RU2444417C1 RU2010133514/02A RU2010133514A RU2444417C1 RU 2444417 C1 RU2444417 C1 RU 2444417C1 RU 2010133514/02 A RU2010133514/02 A RU 2010133514/02A RU 2010133514 A RU2010133514 A RU 2010133514A RU 2444417 C1 RU2444417 C1 RU 2444417C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foaming
- cooling
- billet
- foamed
- preform
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении материалов на основе пеноалюминия, обладающих уникальным набором свойств, как прочность, легкость, энергопоглощение, звуко- и теплоизоляция, негорючесть и экологичность.The invention relates to the field of powder metallurgy and can be used in the manufacture of foam-based materials with a unique set of properties such as strength, lightness, energy absorption, sound and heat insulation, incombustibility and environmental friendliness.
Реализация изобретения способствует развитию технологий строительства, транспорта и машиностроения за счет внедрения спектра современных материалов, обладающих комплексом полезных потребительских свойств для вышеназванных областей использования, а также специальных применений (в том числе защите от взрыва и огнестрельного оружия, пожаров, электромагнитного излучения и др.) с уровнем затрат на производство, позволяющих заместить существующие конкурирующие материалы.The implementation of the invention contributes to the development of construction technologies, transport and engineering through the introduction of a range of modern materials with a range of useful consumer properties for the above areas of use, as well as special applications (including protection against explosion and firearms, fires, electromagnetic radiation, etc.) with the level of production costs, allowing to replace existing competing materials.
Известен способ получения пористых полуфабрикатов и готовых изделий из порошков алюминиевых сплавов, включающий в себя смешивание порошков алюминиевых сплавов с порофором с температурой разложения, превышающей температуру солидуса-ликвидуса алюминиевого сплава, засыпку полученной смеси в неразборную емкость из алюминиевого сплава, нагрев емкости с порошковой смесью до температуры ниже температуры солидуса порошка алюминиевого сплава, горячее прессование в плотную заготовку, горячую деформацию плотной заготовки, охлаждение, помещение заготовки в форму из материала, химически не взаимодействующего с материалом заготовки и сохраняющую геометрию и размеры при термообработке, термическую обработку (патент РФ N 2085339, B22F 3/11, 3/18, 1995 г.).A known method of producing porous semi-finished products and finished products from aluminum alloy powders, comprising mixing powders of aluminum alloys with a porophore with a decomposition temperature exceeding the solidus-liquidus temperature of an aluminum alloy, filling the resulting mixture into a non-separable container from aluminum alloy, heating the container with the powder mixture to temperatures below the solidus temperature of aluminum alloy powder, hot pressing into a dense billet, hot deformation of a dense billet, cooling, the preparation of a preform into a mold from a material that does not chemically interact with the preform material and which preserves geometry and dimensions during heat treatment, heat treatment (RF patent N 2085339, B22F 3/11, 3/18, 1995).
Недостатком этого способа является низкий выход годного изделия по массе из-за образующихся в плотной заготовке после горячего прессования и горячей деформации несплошностей.The disadvantage of this method is the low yield by weight due to discontinuities formed in the dense workpiece after hot pressing and hot deformation.
Известен способ получения пористых полуфабрикатов и готовых изделий из порошков алюминиевых сплавов, включающий смешивание порошков алюминиевых сплавов с порофорами с температурой разложения, превышающей температуру солидуса-ликвидуса порошка алюминиевого сплава, засыпку полученной смеси в емкость из алюминиевого сплава, нагрев емкости со смесью порошков, горячее прессование, повторный нагрев, горячую деформацию прессованной заготовки, в частности прокаткой, ее охлаждение и последующую высокотемпературную обработку в форме с повторным охлаждением (патент №2154548, B22F 3/00, 3/24, 3/18, 1999 г.).A known method of producing porous semi-finished products and finished products from aluminum alloy powders, comprising mixing aluminum alloy powders with porophores with a decomposition temperature exceeding the solidus-liquidus temperature of the aluminum alloy powder, filling the resulting mixture into an aluminum alloy container, heating the container with a mixture of powders, hot pressing , reheating, hot deformation of the pressed billet, in particular by rolling, cooling and subsequent high-temperature processing in the form of rep molecular cooled (patent №2154548, B22F 3/00, 3/24, 3/18, 1999 YG).
Недостатком этого способа является невысокая производительность вследствие значительного количества технологических операций и их продолжительности и, следовательно, достаточно высокая себестоимость изделий.The disadvantage of this method is the low productivity due to a significant number of technological operations and their duration and, therefore, a sufficiently high cost of products.
Известен способ получения пористых материалов из алюминиевых сплавов, включающий смешивание порошков исходного материала из алюминиевого сплава и порофора с температурой разложения, превышающей температуру солидуса-ликвидуса алюминиевого сплава, получение плотной заготовки при температуре ниже температуры солидуса алюминиевого сплава, размещение заготовки в форме, сохраняющей геометрию и размеры при термообработке, выполненной из материала, химически не взаимодействующего с материалом заготовки, и термическую обработку, смешивание проводят в высокоэнергетической мельнице, при термообработке осуществляют нагрев до температуры интенсивного разложения порофора со скоростью 200-2500°C/мин. При этом в качестве исходного материала могут быть использованы отходы алюминиевых сплавов двух и более составов (патент РФ N 2335379, B22F 3/11, C22C 1/08, 2007 г.).A known method of producing porous materials from aluminum alloys, comprising mixing the powders of the starting material from aluminum alloy and porophore with a decomposition temperature exceeding the solidus-liquidus temperature of the aluminum alloy, obtaining a dense workpiece at a temperature below the solidus temperature of the aluminum alloy, placing the workpiece in a shape that preserves geometry and dimensions during heat treatment made of material not chemically interacting with the workpiece material, and heat treatment, mixed This is carried out in a high-energy mill, during heat treatment, heating is carried out to the temperature of intensive decomposition of the porophore at a rate of 200-2500 ° C / min. Moreover, waste aluminum alloys of two or more compositions can be used as the starting material (RF patent N 2335379, B22F 3/11, C22C 1/08, 2007).
Указанный способ является наиболее близким аналогом настоящего изобретения по совокупности существенных признаков (прототипом).The specified method is the closest analogue of the present invention for the combination of essential features (prototype).
Недостатками указанного способа являются ограниченная возможность получения различной структуры пористых изделий, и, как следствие, типовые (обычные) механические характеристики изделий, а также технологическая необходимость использования инертного газа (аргон, азот) при получении порошковой смеси, что усложняет технологическую цепочку и увеличивает производственные затраты.The disadvantages of this method are the limited ability to obtain a different structure of porous products, and, as a result, the typical (usual) mechanical characteristics of the products, as well as the technological need to use an inert gas (argon, nitrogen) to obtain a powder mixture, which complicates the process chain and increases production costs .
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в повышении механических характеристик конечного изделия при получении качественной структуры композиционного материала на основе пеноалюминия, в снижении энергопотребления при термической обработке (при вспенивании плотной заготовки).The technical task of the invention is to increase the mechanical characteristics of the final product when obtaining a high-quality structure of a composite material based on foam, to reduce energy consumption during heat treatment (when foaming a dense workpiece).
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе получения изделий из композиционного материала на основе пеноалюминия, включающем получение порошковой смеси смешением порошков алюминиевого сплава с порофором, получение плотной заготовки, размещение плотной заготовки в форме для вспенивания, сохраняющей геометрию и размеры при термообработке, нагрев и вспенивание заготовки с получением изделия и охлаждение формы со вспененным изделием, нагрев плотной заготовки при вспенивании производят индукционным способом с полезной удельной мощностью электрического нагрева 20-40 кВт на 1 кг веса заготовки, форму для вспенивания изготовливают из диэлектрического материала, вспенивание осуществляют в воздушной атмосфере, а охлаждение вспененного изделия до температуры солидуса проводят со скоростью 100-250°C в минуту.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of producing products from a composite material based on foam aluminum, including obtaining a powder mixture by mixing powders of an aluminum alloy with a porophore, obtaining a dense preform, placing a dense preform in a foaming mold that preserves geometry and dimensions during heat treatment, heating and foaming the preform to obtain the product and cooling the mold with the foamed product, heating the dense preform during foaming is carried out by induction with the floor specific heat capacity of the electrical heating 20-40 kW per 1 kg of the workpiece shape for foaming are made of dielectric material, foaming is carried out in an air atmosphere, and cooling the foamed product to the solidus temperature is carried out at a speed of 100-250 ° C per minute.
Кроме того, проводят дополнительную упрочняющую термическую обработку вспененного изделия.In addition, conduct additional hardening heat treatment of the foamed product.
Для приготовления порошковой смеси используют порошки алюминиевых сплавов, полученные из вторичного алюминиевого сырья и алюминиевых отходов.To prepare the powder mixture, powders of aluminum alloys obtained from secondary aluminum raw materials and aluminum waste are used.
В порошковую смесь дополнительно вводят упрочняющие добавки из порошкообразных керамических материалов.Reinforcing additives of powdered ceramic materials are additionally introduced into the powder mixture.
Используют форму для вспенивания, выполненную из керамики. Используют форму для вспенивания, выполненную из стекла.A ceramic foaming mold is used. A foaming mold made of glass is used.
Предлагаемый способ реализуют следующим образом.The proposed method is implemented as follows.
Способ получения композиционных материалов на основе пеноалюминия (изделий) из порошков алюминиевых сплавов состоит в том, что порошки алюминиевых сплавов смешивают с порошком или гранулами вспенивающего материала, которым является гидрид титана, в количестве от 0,5 до 1,0% (массовых) с температурой разложения, превышающей температуру плавления порошка алюминиевого сплава. Смешение происходит, например, в вибросмесителе. Полученную смесь подают ровным слоем в плоский горизонтальный металлический формовочный контейнер, по размеру соответствующий требуемому размеру конечного изделия, и обеспечивают высоту слоя порошковой смеси в зависимости от требований к толщине изделия. Контейнер выполняют из стального листа и после загрузки порошковой смеси закрывают сверху плоским мерным листом с закрытием края контейнера по всему периметру. После этого получают плотную (скомпактированную) заготовку. Для этого в печи контейнер равномерно по всей площади нагревают до температуры 450-530ºC в зависимости от состава порошкового материала, и подают на горячее компактирование на прокатном стане. При этом обеспечивают удельное давление, достаточное для обеспечения относительной плотности скомпактированной порошковой смеси не менее 97% для получения качественной структуры пенометаллического слоя изделий при дальнейшем процессе вспенивания.A method of producing composite materials based on foam aluminum (products) from powders of aluminum alloys is that powders of aluminum alloys are mixed with a powder or granules of a foaming material, which is titanium hydride, in an amount of from 0.5 to 1.0% (mass) s decomposition temperature in excess of the melting temperature of the aluminum alloy powder. Mixing occurs, for example, in a vibratory mixer. The resulting mixture is fed evenly into a flat horizontal metal molding container, the size corresponding to the desired size of the final product, and provide the height of the layer of the powder mixture depending on the requirements for the thickness of the product. The container is made of a steel sheet and, after loading the powder mixture, is closed from above with a flat measured sheet with closing of the container edge around the entire perimeter. After that, a dense (compacted) billet is obtained. To do this, in a furnace, the container is heated uniformly over the entire area to a temperature of 450-530ºC, depending on the composition of the powder material, and is fed for hot compaction on a rolling mill. At the same time, they provide a specific pressure sufficient to ensure the relative density of the compacted powder mixture at least 97% to obtain a high-quality structure of the foam layer of the products during the further foaming process.
Скомпактированный контейнер охлаждают и материал контейнера механически отделяют от скомпактированной из порошка заготовки. Заготовку обрезают по краям по нужному размеру, укладывают в форму из диэлектрического материала (керамическую, стеклянную) и направляют на вспенивание. Незначительное количество образующихся при обрезке заготовки отходов направляют на измельчение и возвращают на получение порошковой смеси в начало технологического процесса. Стальной материал контейнера отправляется на утилизацию как вторичное сырье.The compacted container is cooled and the container material is mechanically separated from the workpiece compacted from powder. The workpiece is cut along the edges to the desired size, placed in a mold of dielectric material (ceramic, glass) and sent to foaming. A small amount of waste generated during trimming of the workpiece is sent to grinding and returned to receive a powder mixture at the beginning of the process. The steel material of the container is sent for recycling as a secondary raw material.
Форма из диэлектрического материала разборная и задает размер конечного изделия по периметру, а также толщину по вертикали. Для вспенивания заготовки необходимо расплавить ее материал и обеспечить разложение гидрида титана, которое происходит в зависимости от его состава при температуре 650-690ºC. Поэтому температура нагрева в печи вспенивания обычно составляет 720-800ºC.The shape of the dielectric material is collapsible and sets the size of the final product along the perimeter, as well as the vertical thickness. For foaming a workpiece, it is necessary to melt its material and ensure the decomposition of titanium hydride, which occurs depending on its composition at a temperature of 650-690ºC. Therefore, the heating temperature in the foaming furnace is usually 720-800ºC.
Важнейшим технологическим фактором, определяющим, в частности, структуру конечного изделия, является регламентируемый режим нагрева и охлаждения скомпактированной заготовки при вспенивании, который в настоящем способе обеспечивается индукционным нагревом с полезной удельной мощностью электрического нагрева 20-40 кВт на 1 кг веса скомпактированной заготовки. Индукционный нагрев обеспечивает регулируемую высокую скорость нагрева заготовки, равномерность ее прогрева по объему и создает возможность реализации необходимого режима охлаждения формы из диэлектрического материала со вспененным изделием. Индукционная печь также обеспечивает снижение энергопотребления.The most important technological factor determining, in particular, the structure of the final product is the regulated heating and cooling regime of the compacted preform during foaming, which in the present method is provided by induction heating with a useful specific electric heating power of 20-40 kW per 1 kg of compacted preform weight. Induction heating provides an adjustable high speed of heating the workpiece, the uniformity of its heating in volume and creates the possibility of implementing the necessary mode of cooling the mold of a dielectric material with a foam product. An induction furnace also reduces energy consumption.
Уменьшение полезной удельной мощности нагрева менее 20 кВт на 1 кг веса плотной заготовки приводит к увеличению времени вспенивания и как следствие неконтролируемому локальному слиянию пор, их укрупнению, образованию неоднородностей и снижению прочностных характеристик изделия, а увеличение полезной удельной мощности нагрева более 40 кВт на 1 кг веса плотной заготовки приводит за счет слишком быстрого нагрева к неравномерному прогреву порошкового слоя и металлических плакирующих листов (при их использовании), неполному разложению вспенивающего материала и некачественной неоднородной структуре пористого слоя.A decrease in useful specific heating power of less than 20 kW per 1 kg of dense billet weight leads to an increase in foaming time and, as a result, uncontrolled local pore coalescence, enlargement, formation of inhomogeneities and a decrease in the strength characteristics of the product, and an increase in useful specific heating power of more than 40 kW per 1 kg the weight of the dense workpiece, due to too fast heating, leads to uneven heating of the powder layer and metal cladding sheets (when used), incomplete decomposition of foams material and poor-quality inhomogeneous structure of the porous layer.
Для фиксации получаемой в жидком состоянии пористой структуры необходимо обеспечить малое время охлаждения вспененного расплава до температуры солидуса. В противном случае увеличение времени охлаждения также приведет к изменениям в структуре пористого слоя и потере прочностных характеристик. Это обеспечивается регламентируемой скоростью охлаждения вспененного изделия при нахождении в жидком состоянии до температуры солидуса в диапазоне скорости охлаждения 100-250ºC в минуту, а также тем условием, что форма для вспенивания изготовлена из диэлектрического материала (керамика, стекло). Такая форма индукционным нагревом не прогревается и способствует быстрому охлаждению вспененного изделия и энергосбережению.To fix the porous structure obtained in the liquid state, it is necessary to provide a short cooling time of the foamed melt to a solidus temperature. Otherwise, an increase in the cooling time will also lead to changes in the structure of the porous layer and loss of strength characteristics. This is ensured by the regulated cooling rate of the foamed product when it is in a liquid state to a solidus temperature in the range of cooling rate of 100-250ºC per minute, as well as by the condition that the foaming mold is made of dielectric material (ceramic, glass). This form of induction heating does not heat up and contributes to the rapid cooling of the foam product and energy saving.
Вспенивание и охлаждение в воздушной атмосфере упрощает технологию, в отличие, например, от использования инертной атмосферы, применение которой требует дополнительных затрат.Foaming and cooling in an air atmosphere simplifies the technology, unlike, for example, the use of an inert atmosphere, the use of which requires additional costs.
После охлаждения изделие достают из формы, которую направляют на производство следующего изделия, а вспененный композиционный материал является товарным изделием.After cooling, the product is removed from the mold, which is sent to the production of the next product, and the foamed composite material is a commercial product.
Кроме того, в частном случае реализации способа проводят дополнительную упрочняющую термическую обработку вспененного изделия. Для этого в качестве сырья должны быть использованы порошки, полученные из термически упрочняемых алюминиевых сплавов.In addition, in the particular case of the method, additional hardening heat treatment of the foamed product is carried out. For this, powders obtained from thermally hardened aluminum alloys should be used as raw materials.
Кроме того, в частном случае реализации способа порошки алюминиевых сплавов получают из вторичного алюминиевого сырья и алюминиевых отходов.In addition, in the particular case of the method, the powders of aluminum alloys are obtained from secondary aluminum raw materials and aluminum waste.
Кроме того, в частном случае реализации способа в состав металлической порошковой смеси включают упрочняющие добавки из порошкообразных керамических материалов.In addition, in the particular case of implementing the method, the composition of the metal powder mixture includes reinforcing additives of powdered ceramic materials.
Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью существенных признаков, а также возможность реализации назначения изобретения, может быть подтверждена описанием следующих примеров.The possibility of carrying out the invention, characterized by the above set of essential features, as well as the possibility of realizing the purpose of the invention, can be confirmed by the description of the following examples.
Примеры реализации способа получения композиционных материалов на основе пеноалюминия применительно к производству плоских панелей состоят в следующем.Examples of the method for producing foam-based composite materials as applied to the production of flat panels are as follows.
Пример 1.Example 1
Порошок алюминиевого сплава марки Д16 (термически упрочняемый сплав системы Al-Cu-Mg, температура ликвидус сплава 640-645ºC) в количестве 50 кг смешали с 0,4 кг вспенивающего материала - порофора (гидрид титана, температура разложения 650-690ºC). Смешение проводили в вибросмесителе. Смесь в количестве 10,6 кг засыпали в горизонтальный плоский стальной формовочный контейнер, выполненный из стали толщиной 0,8 мм, размером 950×950 мм и высотой 10 мм. Перед засыпкой смеси на поверхность контейнера засыпали 1,5 кг порошка алюминиевого сплава марки Д16 (без вспенивающего материала) с толщиной слоя 1 мм, и такой же слой засыпали на поверхность ровного порошкового слоя сверху. Формовочный контейнер предварительно уплотнили и закрыли сверху стальным листом, с выполнением завальцовки по периметру.Powder of an aluminum alloy of grade D16 (heat-hardenable alloy of the Al-Cu-Mg system, liquidus temperature of the alloy 640-645ºC) in an amount of 50 kg was mixed with 0.4 kg of foaming material - porophore (titanium hydride, decomposition temperature 650-690ºC). Mixing was carried out in a vibratory mixer. A mixture of 10.6 kg was poured into a horizontal flat steel molding container made of steel with a thickness of 0.8 mm, a size of 950 × 950 mm and a height of 10 mm. Before filling the mixture, 1.5 kg of D16 grade aluminum alloy powder (without foaming material) with a layer thickness of 1 mm was poured onto the surface of the container, and the same layer was poured onto the surface of an even powder layer from above. The molding container was pre-compacted and closed on top with a steel sheet, with rolling along the perimeter.
Закрытый контейнер нагрели в печи до температуры 500ºC и провели получение плотной заготовки (компактирование) горячей прокаткой на прокатном стане. После охлаждения кромку контейнера обрезали по периметру, контейнер открыли и получили плоскую скомпактированную заготовку толщиной 7 мм и относительной плотностью 97%.The closed container was heated in an oven to a temperature of 500ºC and a dense billet (compacting) was obtained by hot rolling on a rolling mill. After cooling, the edge of the container was cut off around the perimeter, the container was opened and a flat compacted workpiece was obtained with a thickness of 7 mm and a relative density of 97%.
Заготовку уложили в разборную керамическую форму для вспенивания размером 900×900 мм и высотой 19 мм, которую нагрели в индукционной печи в воздушной атмосфере до максимальной температуры 780ºC и быстро охладили. При этом полезная удельная мощность электрического нагрева составила 28-30 кВт на 1 кг веса заготовки. Использование индукционного нагрева скомпактированной заготовки при вспенивании позволяет обеспечивать эффективно регулируемый нагрев по всему объему изделия при последующем выполнении требуемых режимов охлаждения, что определяет формирование качественной структуры пенометаллического слоя и структуры композиционного материала в целом.The blank was placed in a collapsible ceramic foaming mold with a size of 900 × 900 mm and a height of 19 mm, which was heated in an induction furnace in an air atmosphere to a maximum temperature of 780ºC and quickly cooled. In this case, the useful specific power of electric heating was 28-30 kW per 1 kg of workpiece weight. The use of induction heating of the compacted billet during foaming allows for efficiently controlled heating throughout the entire volume of the product with subsequent fulfillment of the required cooling modes, which determines the formation of the qualitative structure of the foam layer and the structure of the composite material as a whole.
Для быстрого охлаждения форма со вспененным изделием была извлечена из печи. При этом средняя скорость охлаждения вспененного изделия до температуры солидуса составила 155-160ºC в минуту. После охлаждения форма была разобрана и из нее извлечена вспененная панель. Плотность полученной панели составила 0,65-0,67 г/см3. Панель имела ровные края и плоские верхнюю и нижнюю поверхности. Размер панели составил 900×900×19 мм. Загрузка двух крайних слоев порошка алюминиевого сплава без вспенивающего материала в формовочный контейнер обеспечила формирование плакирующих слоев, образованных расплавленным порошком без порофора, и ровную поверхность панели. Полученная панель была подвергнута механическим испытаниям на сжатие, которые показали механическую прочность 11 МПа.For quick cooling, the foam mold was removed from the oven. The average cooling rate of the foamed product to a solidus temperature was 155-160ºC per minute. After cooling, the mold was disassembled and the foam panel was removed from it. The density of the obtained panel was 0.65-0.67 g / cm 3 . The panel had smooth edges and flat upper and lower surfaces. The panel size was 900 × 900 × 19 mm. The loading of the two extreme layers of the aluminum alloy powder without foaming material into the molding container ensured the formation of cladding layers formed by the molten powder without porophore and a smooth surface of the panel. The resulting panel was subjected to mechanical compression tests, which showed a mechanical strength of 11 MPa.
Таким же способом была получена вторая панель, которая была термически упрочнена. После закалки и искусственного старения по режиму: закалка - 480-500ºC в течение 8 часов и последующее искусственное старение при 190ºC в течение 12 часов, упрочненная панель была подвергнута механическим испытаниям на сжатие, которые показали механическую прочность 17 МПа. По сравнению с исходным образец после закалки и искусственного старения показал более высокую прочность, что свидетельствует о целесообразности термической обработки пеноалюминиевой панели, полученной из термически упрочняемых сплавов.In the same way, a second panel was obtained, which was thermally hardened. After hardening and artificial aging according to the regime: hardening - 480-500ºC for 8 hours and subsequent artificial aging at 190ºC for 12 hours, the hardened panel was subjected to mechanical compression tests, which showed a mechanical strength of 17 MPa. In comparison with the initial sample, after quenching and artificial aging, it showed higher strength, which indicates the feasibility of heat treatment of the foam aluminum panel obtained from heat-hardened alloys.
Пример 2.Example 2
В данном примере в качестве сырья использовали порошок алюминиевого сплава марки Д16 (температура ликвидус сплава 640-645ºC), полученный из вторичного алюминиевого сырья. Порошок получали в высокоэнергетической (планетарной) мельнице марки «Гефест» из сортированного вторичного сырья сплава Д16 и средним размером частиц 4-6 мм, порошков карбида кремния и порофора. Количество сырья сплава Д16 составило 10,0 кг, 0,5 кг карбида кремния и 0,1 кг вспенивающего материала - порофора (гидрид титана, температура разложения 650-690ºC).In this example, D16 grade aluminum alloy powder (liquidus temperature of the alloy 640-645ºC) obtained from recycled aluminum raw materials was used as raw material. The powder was obtained in a high-energy (planetary) mill brand "Hephaestus" from sorted secondary raw materials of alloy D16 and an average particle size of 4-6 mm, powders of silicon carbide and porophore. The amount of D16 alloy raw material was 10.0 kg, 0.5 kg of silicon carbide and 0.1 kg of foaming material - porophore (titanium hydride, decomposition temperature 650-690ºC).
Смесь после планетарной мельницы в количестве 3,5 кг засыпали в горизонтальный плоский стальной формовочный контейнер, выполненный из стали толщиной 0,8 мм, размером 950×310 мм и высотой 10 мм. Формовочный контейнер предварительно уплотнили и закрыли сверху стальным листом, с выполнением завальцовки по периметру.The mixture after a planetary mill in the amount of 3.5 kg was poured into a horizontal flat steel molding container made of 0.8 mm thick steel, 950 × 310 mm in size and 10 mm high. The molding container was pre-compacted and closed on top with a steel sheet, with rolling along the perimeter.
Закрытый контейнер нагрели в печи до температуры 500ºC и провели компактирование горячей прокаткой на прокатном стане. После охлаждения кромку контейнера обрезали по периметру и получили плоскую скомпактированную заготовку толщиной 6 мм и относительной плотностью 98-99%.The closed container was heated in an oven to a temperature of 500ºC and compacted by hot rolling on a rolling mill. After cooling, the edge of the container was cut around the perimeter and a flat compacted billet with a thickness of 6 mm and a relative density of 98-99% was obtained.
Заготовку уложили в разборную керамическую форму для вспенивания размером 900×300 мм и высотой 20 мм, которую нагрели в индукционной электрической печи до максимальной температуры 760ºC. Полезная удельная мощность электрического нагрева составила 35-36 кВт на 1 кг веса заготовки.The blank was placed in a collapsible ceramic foaming mold with a size of 900 × 300 mm and a height of 20 mm, which was heated in an induction electric furnace to a maximum temperature of 760ºC. The useful specific power of electric heating was 35-36 kW per 1 kg of workpiece weight.
Для быстрого охлаждения форма со вспененным изделием была извлечена из печи. При этом средняя скорость охлаждения вспененного изделия до температуры солидуса составила 240-250ºC в минуту. После охлаждения форма была разобрана и из нее извлечена вспененная панель. Плотность пенометаллического слоя полученной панели составила 0,70 г/см3. Размер панели составил 900×300×20 мм. Полученная панель была подвергнута механическим испытаниям на сжатие, которые показали механическую прочность 25 МПа.For quick cooling, the foam mold was removed from the oven. The average cooling rate of the foamed product to a solidus temperature was 240-250ºC per minute. After cooling, the mold was disassembled and the foam panel was removed from it. The density of the foam layer of the obtained panel was 0.70 g / cm 3 . The panel size was 900 × 300 × 20 mm. The resulting panel was subjected to mechanical compression tests, which showed a mechanical strength of 25 MPa.
Приведенные примеры реализации изобретения обеспечивают возможность реализации назначения изобретения и достижения указанного технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The examples of implementation of the invention provide the possibility of realizing the purpose of the invention and achieving the specified technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133514/02A RU2444417C1 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Method of producing article from foamed aluminium-based composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133514/02A RU2444417C1 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Method of producing article from foamed aluminium-based composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2444417C1 true RU2444417C1 (en) | 2012-03-10 |
Family
ID=46029018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010133514/02A RU2444417C1 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Method of producing article from foamed aluminium-based composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2444417C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618299C1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of obtaining a precursor for the manufacture of clad foam aluminium |
| RU2710751C1 (en) * | 2019-07-18 | 2020-01-13 | Евгений Викторович Орлов | Method of production of sheet products from foamed aluminum |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2085339C1 (en) * | 1995-08-31 | 1997-07-27 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов" | Method for obtaining porous semi-finished products from aluminum alloy powders |
| DE19717894A1 (en) * | 1996-05-02 | 1997-11-27 | Mepura Metallpulver | Porous metal especially aluminium matrix material production |
| CN1179473A (en) * | 1996-10-10 | 1998-04-22 | 中国科学院固体物理研究所 | Process for preparing foam metal aluminium and its alloy |
| RU2202443C2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Method for making semifinished products of foamed aluminum |
| RU2335379C1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Method of porous materials production from aluminium alloys |
| CN101338388A (en) * | 2008-08-26 | 2009-01-07 | 东南大学 | Method for preparing foamed aluminium and aluminum alloy by secondary foaming with novel blowing agent |
-
2010
- 2010-08-11 RU RU2010133514/02A patent/RU2444417C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2085339C1 (en) * | 1995-08-31 | 1997-07-27 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов" | Method for obtaining porous semi-finished products from aluminum alloy powders |
| DE19717894A1 (en) * | 1996-05-02 | 1997-11-27 | Mepura Metallpulver | Porous metal especially aluminium matrix material production |
| CN1179473A (en) * | 1996-10-10 | 1998-04-22 | 中国科学院固体物理研究所 | Process for preparing foam metal aluminium and its alloy |
| RU2202443C2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" | Method for making semifinished products of foamed aluminum |
| RU2335379C1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Method of porous materials production from aluminium alloys |
| CN101338388A (en) * | 2008-08-26 | 2009-01-07 | 东南大学 | Method for preparing foamed aluminium and aluminum alloy by secondary foaming with novel blowing agent |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618299C1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of obtaining a precursor for the manufacture of clad foam aluminium |
| RU2710751C1 (en) * | 2019-07-18 | 2020-01-13 | Евгений Викторович Орлов | Method of production of sheet products from foamed aluminum |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | A novel sintering-dissolution process for manufacturing Al foams | |
| CN102390135B (en) | Preparation method of foamed aluminum sandwich plate | |
| Michailidis et al. | Establishment of process parameters for producing Al-foam by dissolution and powder sintering method | |
| CN104313383B (en) | A kind of preparation method of closed-cell foam composite material of magnesium alloy | |
| JP6417642B2 (en) | Method for manufacturing a part made of a metal alloy having an amorphous phase | |
| RU2444416C2 (en) | Method of producing article from foamed aluminium-based laminar composite material | |
| CN108326044A (en) | A kind of method that liquid phase mixed rolling cladding prepares foam aluminum sandwich | |
| RU2200647C1 (en) | Method for making porous semifinished products of aluminium alloy powders | |
| RU2444417C1 (en) | Method of producing article from foamed aluminium-based composite material | |
| CN114729424B (en) | Weldable aluminium alloy containing Zn as main alloying element for direct metal laser sintering | |
| WO2006005150A1 (en) | Processes for production of foamed aluminum bodies from coated aluminum powder | |
| Banhart et al. | Light-metal foams: Some recent developments | |
| JPH09241780A (en) | Manufacture of metallic foamed body | |
| CN110899712A (en) | Aluminum-iron-containing high-entropy alloy suitable for additive manufacturing and modification method thereof | |
| RU2335379C1 (en) | Method of porous materials production from aluminium alloys | |
| RU2450892C1 (en) | Method of producing porous materials (articles) based on aluminium foam from aluminium alloys | |
| RU2193948C2 (en) | Method for making porous metal and articles of such metal | |
| Mahajan et al. | Aluminum foaming for lighter structure | |
| CN112941358B (en) | Preparation method of graphene-reinforced Mg-Al-Zn alloy | |
| RU2154548C1 (en) | Method of producing porous semifinished and finished products from powders of aluminum alloys (versions) | |
| Sharma et al. | Development of aluminum metal foam using blowing agent | |
| CN106673661A (en) | Thick-plate silicon carbide ceramic material and preparation method and application thereof | |
| Surace et al. | Experimental analysis of the effect of control factors on aluminium foam produced by powder metallurgy. | |
| RU2540674C2 (en) | Method of making articles from silicon nitride | |
| RU2202443C2 (en) | Method for making semifinished products of foamed aluminum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200812 |