RU2700342C1 - Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава - Google Patents
Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700342C1 RU2700342C1 RU2019108622A RU2019108622A RU2700342C1 RU 2700342 C1 RU2700342 C1 RU 2700342C1 RU 2019108622 A RU2019108622 A RU 2019108622A RU 2019108622 A RU2019108622 A RU 2019108622A RU 2700342 C1 RU2700342 C1 RU 2700342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- composite material
- aluminum alloy
- silicon
- material based
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к композиционным материалам на основе алюминиевого сплава, к которым предъявляются промышленные требования по повышенной прочности, жаропрочности, а также стойкости против абразивного износа и образования трещин. Композиционный материал на основе алюминиевого сплава содержит оксид алюминия с размером частиц не менее 30 мкм, а также кремний, марганец, никель, медь, магний, цинк при следующем содержании компонентов, мас. %: алюминий 66,0-75,8, оксид алюминия 13-20, кремний 9,6-10,4, медь 0,7-1,2, марганец до 0,2, никель до 1, магний 0,2-1, цинк до 0,2. Предлагаемый состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава обладает высокими механическими и служебными свойствами по всему сечению изделия в сочетании с низкой стоимостью. 2 пр.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к композиционным материалам на основе алюминиевого сплава, к которым предъявляются промышленные требования по повышенной прочности, жаропрочности, а также стойкости против абразивного износа и образования различных трещин.
Известен состав алюминиевого сплава АК21М2,5Н2,5 (ГОСТ 1583-93 Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия). Применяется для производства поршней дизельных двигателей, к которым предъявляются повышенные требования по жаропрочности и линейному расширению.
Однако детали, полученные на его основе не обладают высокой стойкостью против абразивного износа.
Известен патент на изобретение «Способ получения легированного порошка на основе алюминия» (RU 2113941, опубл. 09.07.1997). Согласно известному способу получают легированный порошок на основе алюминия с содержанием карбида кремния до 30%. Из легированного порошка получают материал, характеризующийся микротвердостью металлической матрицы в интервале 2300-3000 Мпа, увеличенным средним размером частиц и обладающим улучшенной свариваемостью.
Однако данный сплав является дорогостоящим из-за входящего в состав карбид кремния.
Известен патент РФ №2659514 (приоритет 17.08.2017) «ЛИТЕЙНЫЙ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫЙ СПЛАВ» данное изобретение относится к области металлургии, конкретно к сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении фасонных отливок различными методами литья, в частности дисков автомобильных колес методом литья под низким давлением. Литейный алюминиево-кремниевый сплав содержит, мас. %: кремний 10,5-11,5, стронций 0,02-0,08, магний 0,05-0,15, марганец 0,3-0,5, железо 0,3-0,5, алюминий и примеси - остальное, и имеет структуру, состоящую из первичных кристаллов алюминиевого твердого раствора и модифицированной алюминиево-кремниевой эвтектики, в состав которой входит стронцийсодержащая фаза, при этом не менее 90% всего количества железа входит в состав алюминиево-кремниевой эвтектики в виде фазы Al15(Fe,Mn)3Si2.
Однако детали, полученные на его основе не обладают высокой стойкостью против * абразивного износа.
Известен патент РФ №2171307 (приоритет 22.02.2000) «КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ АНТИФРИКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОЙ СМАЗКИ». Данное изобретение относится к созданию антифрикционных материалов для машиностроения, работающих в тяжелонагруженных узлах трения скольжения в условиях ограниченной смазки. Предлагается литой композиционный материал на основе промышленных литейных алюминиевых сплавов (типа силуминов), содержащий дискретные наполнители двух видов: высокотвердые, высокомодульные керамические частицы карбидов, нитридов, оксидов с размером не более 20 мкм и частицы графита фракционного состава 40-160 мкм, объемная доля керамического наполнителя от 2,5 до 5,0 об. %. При этом обеспечивается снижение коэффициента трения в условиях сухого трения, высокое сопротивление износу, несущая способность. Объемная доля керамического наполнителя от 2,5 до 5 об. %, графитового наполнителя от 1,5 до 3 об. %.
Однако детали, полученные на его основе не обладают высокой стойкостью против абразивного износа вследствие того что доля керамического наполнителя не более 5%.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является изобретение «Способ получения композиционного материала из алюминиевого сплава (его вариант) и композиционный материал» (патент RU 2202643, опубл. 26.09.2001). Состав известного композиционного материала на основе алюминиевого сплава содержит различную объемную долю оксида алюминия от 10 до 25 об. % и алюминиевый сплав. В качестве алюминиевого сплава используют сплав AК12M2MгH(Al-12%Si-1,2%Mg-2%Cu-1%Ni-1%Fe-0,5%Mn). Известный состав характеризуется длительной твердостью НВ1350 не менее 160 МПа.
Однако в данном составе используется в качестве матрицы АК12М2МгН, с повышенным содержанием легирующих элементов, что увеличивает стоимость сплава.
Технический результат заключается в получении детали из заявленного состава с высокой конструктивной прочностью по всему сечению изделия.
Указанный технический результат достигается тем, что композиционный материал на основе алюминиевого сплава содержит оксид алюминия, а также кремний, марганец, никель, медь, магний, цинк при следующем содержании компонентов, мас. %:
Алюминий 66,0-75,8
Оксид алюминия 13-20%, размер частиц не менее 30 мкм
Кремний 9,6-10,4
Медь 0,7-1,2
Марганец до 0,2
Никель до 1
Магний 0,2-1
Цинк до 0,2.
Вышеуказанные и иные аспекты и преимущества настоящего изобретения раскрыты в нижеследующем подробном его описании.
Кремний в составе композиционного материала на основе алюминия повышает его жидкотекучесть и снижает линейную усадку, в результате чего у сплавов на основе алюминия, содержащих кремний, хорошие литейные свойства. Было обнаружено, что содержание кремния в пределах от 9,6 до 10,4 мас. % делает предлагаемый состав сплава пригодным для изготовления различных деталей.
Состав легирующих добавок, уменьшен по сравнению с аналогом, однако это не сказывается на ухудшении механических и служебных свойств предлагаемой композиции.
Соотношение компонентов в предлагаемой композиции подобрано экспериментальным путем и является оптимальным, что позволяет получить технический результат соответствующий поставленной задаче.
Введение в предлагаемый состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава одновременно всех компонентов в предложенных количествах позволяет получить композиционный материал, обладающий меньшую стоимость по сравнению с аналогами, при сохранении комплекса механических и служебных свойств.
Заявляемый композиционный материал готовят следующим образом.
Расплав алюминия продувают кислород-азотной смесью содержащей не менее 30% кислорода. При этом за счет взаимодействия алюминия с кислородом образуется оксид алюминия. При достижении заданного содержания оксида алюминия производится внесение других легирующих элементов.
Осуществление изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Расплав алюминия продували газовой смесью содержащей кислород 80% азот 20%. При достижении 15% содержания оксида алюминия производили внесение кремния 10%, марганца 0,2%, никеля 0,5%, меди 0,7%, магния 0,2%, цинка 0,1%. Разливку осуществляли в кокиль. В результате предел прочности превысил 240 МПа.
Пример 2.
Расплав алюминия продували газовой смесью содержащей кислород 70% азот 30%. При достижении 20% содержания оксида алюминия производили внесение кремния 10%, марганца 0,2%, никеля 0,5%, меди 1,2%, магния 1,0%, цинка 0,1%. Разливку осуществляли в кокиль. В результате предел прочности превысил 240 МПа.
Предлагаемый состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава является эффективным, обладающим высокими механическими и служебными свойствами в сочетании с низкой стоимостью.
Claims (2)
- Композиционный материал на основе алюминиевого сплава, содержащий оксид алюминия с размером частиц не менее 30 мкм, кремний, марганец, никель, медь, магний, цинк и алюминий при следующем содержании компонентов, мас. %:
-
Алюминий 66,0-75,8 Оксид алюминия 13-20 Кремний 9,6-10,4 Медь 0,7-1,2 Марганец до 0,2 Никель до 1 Магний 0,2-1 Цинк до 0,2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019108622A RU2700342C1 (ru) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019108622A RU2700342C1 (ru) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700342C1 true RU2700342C1 (ru) | 2019-09-16 |
Family
ID=67989772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019108622A RU2700342C1 (ru) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700342C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4111685A (en) * | 1976-11-04 | 1978-09-05 | Special Metals Corporation | Dispersion-strengthened cobalt-bearing metal |
WO1986006366A1 (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-06 | Martin Marietta Corporation | Aluminum-ceramic composites |
US5409661A (en) * | 1991-10-22 | 1995-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy |
WO2018144323A1 (en) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | Hrl Laboratories, Llc | Aluminum alloys with grain refiners, and methods for making and using the same |
RU2682740C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2019-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева" (НГТУ) | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава |
-
2019
- 2019-03-26 RU RU2019108622A patent/RU2700342C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4111685A (en) * | 1976-11-04 | 1978-09-05 | Special Metals Corporation | Dispersion-strengthened cobalt-bearing metal |
WO1986006366A1 (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-06 | Martin Marietta Corporation | Aluminum-ceramic composites |
US5409661A (en) * | 1991-10-22 | 1995-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy |
WO2018144323A1 (en) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | Hrl Laboratories, Llc | Aluminum alloys with grain refiners, and methods for making and using the same |
RU2682740C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2019-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева" (НГТУ) | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100218984B1 (ko) | 고연성의 소결된 알루미늄 합금, 그 제조방법 및 용도 | |
JP3520093B2 (ja) | 二次硬化型高温耐摩耗性焼結合金 | |
JPWO2009122985A1 (ja) | バルブシート用鉄基焼結合金及び内燃機関用バルブシート | |
KR102235378B1 (ko) | 강도와 내마모성이 우수한 알루미늄 합금 주물 | |
KR101327059B1 (ko) | 스와시 플레이트 및 그 제조방법 | |
RU2682740C1 (ru) | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава | |
WO2015012249A1 (ja) | 焼結合金製バルブガイド及びその製造方法 | |
JP2017078213A (ja) | 摺動部品向け熱間鍛造用アルミニウム合金粉末、その製造方法、摺動部品用アルミニウム合金鍛造品、およびその製造方法 | |
JPH0120215B2 (ru) | ||
KR101277456B1 (ko) | 알루미늄 합금 및 이 합금으로 이루어진 주형 부품 | |
RU2700342C1 (ru) | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава | |
US6706126B2 (en) | Aluminum alloy for sliding bearing and its production method | |
JP6563494B2 (ja) | 熱伝導性に優れた耐摩環用複合体 | |
US10640851B2 (en) | Aluminium alloy products having a pre-sintered density of at least 90% theoretical, and methods of making such alloy products | |
RU2700341C1 (ru) | Состав композиционного материала на основе алюминиевого сплава | |
US6899844B2 (en) | Production method of aluminum alloy for sliding bearing | |
JPH029099B2 (ru) | ||
US20070187006A1 (en) | Aluminum alloy containing copper and zinc | |
JPH06192780A (ja) | 高耐熱・高耐摩耗性アルミニウム合金および高耐熱・高耐摩耗性アルミニウム合金粉末 | |
JPS631383B2 (ru) | ||
JP2787703B2 (ja) | 極低熱膨張係数を有するA▲l▼―Si系合金粉末鍛造部材 | |
JP4290849B2 (ja) | 高強度で耐摩耗性及び摺動性に優れたアルミニウム合金 | |
RU2361710C1 (ru) | Прутки из алюмоматричного композиционного материала для наплавки износостойких покрытий | |
KR102634398B1 (ko) | 피스톤용 알루미늄 합금 및 차량 엔진용 피스톤 | |
RU2509817C1 (ru) | Порошковый композиционный материал |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200928 |