UA81254C2 - Спосіб виробництва металевого виробу без будь-якого плавлення - Google Patents
Спосіб виробництва металевого виробу без будь-якого плавлення Download PDFInfo
- Publication number
- UA81254C2 UA81254C2 UAA200500344A UA2005000344A UA81254C2 UA 81254 C2 UA81254 C2 UA 81254C2 UA A200500344 A UAA200500344 A UA A200500344A UA 2005000344 A UA2005000344 A UA 2005000344A UA 81254 C2 UA81254 C2 UA 81254C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- metal
- mixture
- precursor compounds
- metallic precursor
- melting
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 63
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 91
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 90
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 21
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 20
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 18
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 16
- 238000005204 segregation Methods 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 34
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 27
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 229910021535 alpha-beta titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021550 Vanadium Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I pentachlorovanadium Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[V+5] RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1295—Refining, melting, remelting, working up of titanium
-
- 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
- B22F3/001—Starting from powder comprising reducible metal compounds
-
- 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
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1263—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 obtaining metallic titanium from titanium compounds, e.g. by reduction
-
- 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
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- 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
- B22F3/02—Compacting only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
- C22B4/06—Alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Forging (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Металевий виріб (30), який містить металеві складові елементи, виготовляють з суміші неметалевих сполук-попередників, які містять металеві складові. Суміш неметалевих сполук-попередників хімічно відновлюють з утворенням вихідного металевого матеріалу без плавлення вихідного металевого матеріалу. Вихідний металевий матеріал ущільнюють з утворенням ущільненого металевого виробу (20) без плавлення вихідного металевого матеріалу і без плавлення консолідованого металевого виробу (20).
Description
Опис винаходу
Даний винахід стосується виготовлення металевого виробу з використанням процедури, за якою металевий матеріал ніколи не піддають плавленню.
Металеві вироби виготовляють будь-яким з ряду способів, що можуть виявитися придатними з урахуванням природи металу та виду виробу. Згідно з одним поширеним підходом, металовмісні руди рафінують з одержанням розплавленого металу, який потім виливають. Метал рафінують при необхідності видалення чи зменшення кількості небажаних домішкових елементів. Склад рафінованого металу може бути також 70 модифікований додаванням бажаних легувальних елементів. Ці стадії рафінації та легування можуть бути проведені під час первинного процесу плавлення або після отвердіння та повторного плавлення. Після одержання металу бажаного складу, він може бути використаний у вилитій формі для деяких композицій сплавів (тобто, ливарні сплави) або підданий подальшій обробці для одержання Металу у бажаній формі для інших композицій сплавів (тобто, деформівні сплави). В будь-якому випадку, може бути використана додаткова 12 обробка, така як термообробка, механічна обробка, нанесення поверхневого покриття і т.п.
Через дедалі зростаючі вимоги до металевих виробів, та з поліпшенням металургійного знання взаємозв'язків між складом, структурою, технологіями обробки та експлуатаційними показниками, до базових методів виробництва було внесено багато модифікацій. При усуненні певного експлуатаційного обмеження завдяки удосконаленню методів обробки стають очевидними інші експлуатаційні обмеження, які потребують вирішення. У деяких випадках, експлуатаційні обмеження можуть бути легко усунені, а в інших випадках можливості подолання обмежень перешкоджають фундаментальні фізичні закони, пов'язані з виробничими процесами та властивостями металів. Кожну можливу модифікацію технології обробки та відповідне поліпшення експлуатаційних властивостей порівнюють з витратами на технологічні зміни для визначення її економічної прийнятності. с
Поступові поліпшення експлуатаційних властивостей шляхом модифікації технології залишаються Ге) можливими в ряді областей. Однак, автори даного винаходу під час проведення робіт, які привели до створення даного винаходу, дійшли висновку про те, що в інших випадках базовий виробничий підхід створює фундаментальні експлуатаційні обмеження, які не можна подолати з прийнятними витратами. Вони визнали необхідність відходу від звичайного мислення у виробничих технологіях, який дозволить подолати ці в фундаментальні обмеження. Даний винахід задовольняє цю потребу та забезпечує додаткові споріднені ю переваги.
Даний винахід пропонує підхід до виробництва металевих виробів, при якому плавлення металу не потрібне. с
Попередні методи виробництва потребували плавлення металу на певній стадії технологічного процесу. «--
Операція плавлення, яка часто включає численні стадії плавлення та отвердіння, є дорогою і накладає певні 3о фундаментальні обмеження на властивості готових металевих виробів. В деяких випадках, ці фундаментальн со обмеження не можна подолати, а в інших випадках їх можна подолати лише з великими витратами. Походження багатьох з цих обмежень можна відстежити прямо до факту плавлення металу на певній стадії виробничого процесу та асоційованого отвердіння після цього плавлення. Даний підхід дозволяє повністю уникнути цих « обмежень через відсутність плавлення металу на будь-якій стадії технологічного процесу від неметалевих З 0 сполук-попередників до готового металевого виробу. с Спосіб виготовлення металевого виробу, що містить металеві складові, включає стадії утворення суміші
Із» неметалевих сполук-попередників, які містять металеві складові, хімічного відновлення суміші неметалевих сполук-попередників з утворенням вихідного металевого матеріалу без плавлення вихідного металевого матеріалу, та ущільнення вихідного металевого матеріалу з утворенням ущільненого металевого виробу без 5 плавлення вихідного металевого матеріалу і без плавлення ущільненого металевого виробу. Таким чином, со метал не піддають плавленню. - Неметалеві сполуки-попередники можуть бути твердими, рідкими чи газоподібними. В одному варіанті втілення, неметалеві сполуки- попередники є, краще, твердими металооксидними сполуками-попередниками. В ді іншому випадку, вони можуть бути парофазовими відновлюваними, хімічно зв'язаними,неметалевими сполуками сл 20 металевих складових елементів. У варіанті втілення, який становить найбільшій інтерес, суміш неметалевих сполук-попередників включає більше титану, ніж будь-якого іншого металевого елемента, так що готовий виріб є т» виробом на основі титану. Однак, підхід за даним винаходом не обмежений сплавами на титановій основі. Інші цікаві сплави включають сплави на основі алюмінію, сплави на основі заліза, сплави на основі нікелю та сплави на основі магнію, але підхід залишається застосовним для будь-яких сплавів, для яких існують неметалеві 25 сполуки-попередники, що можуть бути відновлені до металевого стану.
ГФ) Суміш неметалевих сполук-попередників може бути одержана у будь-якій придатній для використання формі. юю Наприклад,; суміш може бути одержана у вигляді спресованої маси частинок, порошків або шматків неметалевих сполук-попередників, які типово мають більший зовнішній розмір, ніж бажаний готовий металевий виріб.
Спресована маса може бути одержана шляхом пресування та спікання. В іншому прикладі, суміш неметалевих 60 сполук-попередників може бути більш тонкоподрібненою та не спресованою у певну форму. В іншому прикладі, суміш може бути сумішшю парів сполук-попередників.
На стадії хімічного відновлення може бути одержана губка вихідного металевого матеріалу. В іншому варіанті, можуть бути одержані частинки вихідного металевого матеріалу. Кращий підхід до хімічного відновлення використовує електроліз сольового плаву чи парофазове відновлення. бо Стадія ущільнення може проводитися за будь-якою придатною методикою. Кращими методиками є гаряче ізостатичне пресування, кування, пресування та спікання, або гаряча екструзія в контейнері (або оболонці).
Ущільнений металевий виріб може бути використаний у стані безпосередньо після ущільнення. За належних обставин, він може бути сформований в інші форми з використанням відомих методів формування, таких як прокатка, кування, екструзія і т.п. Він може бути також підданий подальшій обробці відомими методами, такими як механічна обробка, нанесення поверхневого покриття, термообробка і т.п.
Підхід за даним винаходом відрізняється від відомих підходів тим, що метал в цілому не плавлять.
Плавлення та асоційована з ним технологічна обробка, така як лиття, є дорогими, а також приводять до утворення мікроструктур, які є неминучими чи можуть бути змінені лише за допомогою додаткових дорогих 70 модифікацій технології. Підхід за даним винаходом знижує витрати і дозволяє уникнути структур та дефектів, асоційованих з плавленням та литтям, з поліпшенням механічних властивостей готового металевого виробу. Він також приводить у деяких випадках до поліпшення можливостей простішого виготовлення спеціалізованих форм та профілів, та спрощення контролю цих виробів. Додаткові переваги реалізуються для конкретних систем металевих сплавів, наприклад, зниження дефектності поверхневого альфа-шару та областей сплаву, збагачених /5 альфа-фазою титану у схильних до цього титанових сплавах.
На практиці використовуються кілька типів твердофазового ущільнення. Приклади включають гаряче ізостатичне пресування, пресування плюс спікання, герметизацію в оболонці та екструзію і кування. Однак, в усіх відомих областях використання ці твердофазові технології виробництва починаються з металевого матеріалу, який був попередньо розплавлений. Підхід за даним винаходом починається з неметалевих сполук-попередників, і передбачає відновлення цих сполук-попередників до вихідного металевого матеріалу, та ущільнення вихідного металевого матеріалу. Плавлення металевої форми не відбувається.
Кращий варіант підходу за даним винаходом також має ту перевагу, що він оснований на використанні порошкоподібних сполук-попередників. Вироблення металевого порошку чи матеріалу на основі порошку, такого як губка, без плавлення, дозволяє уникнути литої структури з асоційованими з нею дефектами, такими як с г епементна сегрегація на нерівноважному мікроскопічному та макроскопічному рівні, лита мікроструктура з діапазоном розмірів зерен та морфологій, що мають бути гомогенізовані якимось способом для багатьох і) областей використання, газовими включеннями та забрудненнями. Підхід, оснований на використанні порошку, дозволяє одержати однорідний, тонкозернистий, гомогенний, непористий готовий продукт, який не містить газових пор і має низький рівень забруднень. «Е зо Тонкозерниста структура вихідного металевого матеріалу, в якому відсутня сегрегація фаз, забезпечує чудову вихідну точку для подальшого ущільнення та металообробних процедур, таких як кування, гаряче юю ізостатичне пресування, прокатка та екструзія. Звичайний литий вихідний матеріал має бути підданий обробці с для модифікації та зменшення сегрегації його структури, тоді як у підході за даним винаходом така обробка є непотрібною. --
Іншим важливим корисним ефектом підходу за даним винаходом є поліпшені можливості контролю у со порівнянні з литими та кованими продуктами. Великі металеві вироби, що використовуються у критичних до руйнування областях застосування, піддаються багаторазовому контролю під час та наприкінці виробничого процесу. Литий та кований продукт, виготовлений з таких металів, як альфа-бета титанові сплави, що використовується у критичних областях застосування, таких як диски газової турбіни, виявляє високий рівень « шумів при ультразвуковому контролі внаслідок сегрегації структури, що утворюється під час бета-альфа з с переходу, який відбувається при охолодженні литих чи кованих виробів. Присутність сегрегації структури та асоційовані з нею рівні шумів обмежують можливість виявлення малих дефектів з розмірами близько 0,8-1,2мм ;» (2/64-3/64 дюйми) при використанні стандартного плоскодонного методу виявлення пустот.
У виробах, виготовлених з використанням підходу за даним винаходом, сегрегація фаз їх структури відсутня.
В результаті, вони виявляють значно знижений рівень шумів при ультразвуковому контролі. Завдяки цьому,
Го! можуть бути виявлені дефекти розміром 0,4мм (1/64 дюйми) чи менше. Зменшення розміру дефектів, що можуть бути виявлені, дає змогу виготовляти та контролювати вироби більшого розміру, що дозволяє використовувати - більш економні виробничі процедури, тал"або виявляти менші за розміром дефекти. Наприклад, обмежена
ГІ можливість контролю, спричинена сегрегацією структури, обмежує деякі вироби, виготовлені з альфа-бета др титанових сплавів, максимальним діаметром близько 25,4см (10 дюймів) на проміжних стадіях технологічного о процесу. Завдяки зменшенню шумів, асоційованих з процедурою контролю, можна проводити обробку та ї» контроль виробів, що мають більший діаметр на проміжних стадіях. Так, наприклад, кований виріб з діаметром на проміжній стадії 40см (16 дюймів) може бути підданий контролю та куванню безпосередньо до готової деталі, без використання проміжних стадій обробки. Кількість стадій обробки та витрати зменшуються, а контроль якості 5 Готового продукту є більш надійним.
Підхід за даним винаходом з особливими перевагами застосовується для виготовлення виробів на основі (Ф, титану. Сучасне виробництво титану з його руд є дорогою, брудною, екологічно небезпечною процедурою з ка використанням небезпечних реагентів, які складно контролювати, та багатостадійних процесів. Підхід за даним винаходом використовує одностадійне відновлення з відносно безпечними рідкофазовими сольовими плавами бо чи парофазовими реагентами із затосуванням лужного металу. Крім того, альфа-бета титанові сплави, виготовлені за звичайними технологіями, є потенційно схильними до дефектів, таких як поверхневий альфа-шар, яких можна уникнути при використанні підходу аа даним винаходом. Зниження вартості готового продукту, що досягається при використанні підходу за даним винаходом, робить також легковагі титанові сплави економічно більш конкурентноспроможними порівняно з набагато дешевшими матеріалами, такими як сталі, в областях 65 Використання, де вартість є критичним фактором.
Інші ознаки та переваги даного винаходу будуть зрозумілими з наведеного далі більш детального опису кращого варіанта втілення, разом з прикладеними кресленнями, що ілюструють, як приклад, принципи винаходу.
Однак, обсяг винаходу не обмежений цим кращим варіантом втілення.
Стислий опис креслень
Фігура 1 є перспективним зображенням металевого виробу, виготовленого згідно з підходом за даним винаходом;
Фігура 2 є блок-схемою підходу для практичного здійснення винаходу; і
Фігура З є перспективним зображенням губчастої маси вихідного металевого матеріалу.
Підхід за даним винаходом може бути використаний для виготовлення широкого спектра металевих виробів 7/0 20. Цікавим прикладом є лопать газотурбінного компресора 22, зображена на Фігурі 1. Лопать компресора 22 включає аеродинамічну поверхню 24, насадку 26, яка використовується для приєднання деталі до диска компресора (не зображений), і площадку 28 між аеродинамічною поверхнею 24 та насадкою 26. Лопать компресора 22 є лише одним прикладом типу виробів 20, що можуть бути виготовлені з використанням підходу за даним винаходом. Деякі інші приклади включають інші деталі газових турбін, такі як лопаті вентилятора, /5 диски вентилятора, диски компресора, лопаті турбіни, диски турбіни, підшипники, диски, корпуси та осі, автомобільні деталі, вироби біомедичного призначення, та конструктивні елементи, такі як деталі фюзеляжу.
Немає відомих обмежень на типи деталей, що можуть бути виготовлені з використанням цього підходу.
Фігура 2 ілюструє кращий підхід до практичного здійснення винаходу. Металевий виріб 20 виготовляють шляхом одержання спочатку суміші неметалевих сполук-попередників, які містять металеві складові, стадія 44. го "неметалеві сполуки-попередникиї є неметалевими сполуками металів, з яких згодом складатиметься металевий виріб 20. Можуть бути використані будь-які придатні неметалеві сполуки-попередники. Відновлювані оксиди металів є кращими неметалевими сполуками-попередниками для твердофазового відновлення, але придатними є також інші типи неметалевих сполук, такі як сульфіди, карбіди, галогеніди та нітриди.
Відновлювані галогеніди металів є кращими неметалевими сполуками-попередниками для парофазового с
Відновлення.
Неметалеві сполуки-попередники вибирають таким чином, щоб забезпечити присутність потрібних металів в і) готовому металевому виробі, і змішують у належних пропорціях для одержання бажаного співвідношення цих металів у металевому виробі. Наприклад, якщо готовий виріб повинен містити титан, алюміній та ванадій у співвідношенні 90:6:4 за вагою, неметалевими сполуками-попередниками є, краще, оксид титану, оксид алюмінію «г зо та оксид ванадію для твердофазового процесу відновлення, або тетрахлорид титану, хлорид алюмінію та хлорид ванадію для парофазового відновлення. Можуть бути також використані неметалеві о сполуки-попередники, які є джерелом кількох металів, що входять до складу готового металевого виробу. Ці с сполуки-попередники одержують та змішують у належних пропорціях, так щоб співвідношення титан:алюміній:ванадій в суміші сполук- попередників відповідало потрібному в металевому сплаві, з якого --
Зв складається готовий виріб (90:6:4 за вагою у даному прикладі). В цьому прикладі, готовий металевий виріб є со сплавом на основі титану, який містить більше титану, ніж будь-якого іншого елемента.
Неметалеві сполуки-попередники одержують у будь-якій придатній для використання фізичній формі.
Неметалеві сполуки-попередники, що використовуються для твердофазового відновлення, краще, мають спочатку тонкодисперсну форму для забезпечення протікання хімічної реакції на наступній стадії. Такі « Тонкодисперсні форми включають, наприклад, порошок, зерна, лусочки чи гранули, які можуть бути легко в с одержані і є комерційно доступними. Краще, максимальний розмір тонкодисперсних форм становить близько 100 мікрометрів, хоч кращий максимальний розмір буде меншим ніж приблизно 10 мікрометрів для забезпечення ;» доброї гомогенності. Неметалеві сполуки-попередники в такій тонкодисперсній формі можуть бути піддані обробці в решті процедури, як описано нижче. У варіанті цього підходу, тонкодисперсна форма неметалевих сполук-попередників може бути ущільнена, наприклад, шляхом пресування та спікання, для одержання
Го! попередньо сформованої заготовки, яку піддають подальшій обробці згідно з рештою процедури. В останньому випадку, спресована маса неметалевих сполук-попередників має більші зовнішні розміри, ніж бажаний готовий - металевий виріб, оскільки зовнішні розміри зменшуються при подальшій обробці. ко Суміш неметалевих сполук-попередників після цього хімічно відновлюють з використанням будь-якої придатної методики з одержанням вихідного металевого матеріалу, без плавлення вихідного металевого о матеріалу, стадія 48. В тому значенні, що використовується тут, "без плавлення", "відсутність плавлення" та ї» споріднені терміни означають, що матеріал не піддають плавленню макроскопічно чи в цілому, при якому він зріджується та втрачає форму. Може відбуватися, наприклад, локалізоване плавлення в невеликих масштабах, таке як плавлення легкоплавких елементів, та дифузійне сплавлення з більш високоплавкими елементами, які ов не плавляться. Навіть в таких випадках, загальна форма матеріалу залишається незмінною.
В одному варіанті способу, називаному твердофазовим відновленням через те, що неметалеві (Ф, сполуки-попередники є твердими речовинами, хімічне відновлення може відбуватися шляхом електролізу ка сольового плаву. Електроліз сольового плаву є відомим способом, описаним, наприклад, в (опублікованій патентній заявці МО 99/64635), опис якої цілююм включений сюди за посиланням. Стисло, при електролізі бо больового плаву суміш неметалевих сполук-попередників занурюють в електролізері у розплав сольового електроліту, такого як хлориста сіль, при температурі нижче температури плавлення металів, що входять до складу неметалевих сполук-попередників. Суміш неметалевих сполук-попередників є катодом електролізера з інертним анодом. Елементи, з'єднані з металами в неметалевих сполуках-попередниках, такі як оксиген, у кращому випадку використання оксидних неметалевих сполук-попередників, видаляються із суміші шляхом 65 хімічного відновлення (тобто, за реакцією, зворотною до хімічного окиснення). Реакція проводиться при підвищеній температурі для прискорення дифузії кисню чи іншого газу від катода. Катодний потенціал контролюють для забезпечення протікання відновлення неметалевих сполук-попередників, а не інших можливих хімічних реакцій, таких як розклад розплавленої солі. Електроліт є сіллю, краще, сіллю, яка є більш стабільною, ніж еквівалентна сіль металів, що рафінуються, ідеально, дуже стабільною, для забезпечення
Видалення кисню чи іншого газу до низького рівня. Кращим сольовим плавом є хлориди та суміші хлоридів барію, кальцію, цезію, літію, стронцію та ітрію. Хімічне відновлення може проводитися до завершення, до повного відновлення неметалевих сполук-попередників. Хімічне відновлення, в іншому варіанті, може бути частковим, так що певна частина неметалевих сполук-попередників залишиться.
В іншому варіанті способу, називаному парофазовим відновленням Через те, що неметалеві 7/0 бполуки-попередники використовуються у формі парів чи газової фази, хімічне відновлення може проводитися шляхом відновлення сумішей галогенідів основного металевого компонента сплаву та легувальних елементів з використанням рідкого лужного металу чи рідкого лужноземельного металу. Наприклад, тетрахлорид титану, як джерело титану, і хлориди легувальних елементів (наприклад, хлорид алюмінію як джерело алюмінію) використовуються у формі газів. Суміш цих газів у належних кількостях вводять у контакт з розплавленим натрієм, так що галогеніди металів відновлюються до металевої форми. Металевий сплав відокремлюють від натрію. Таке відновлення проводять при температурі нижче точки плавлення металевого сплаву, так що сплав не плавиться. Цей підхід описаний детальніше у рпатентах США МоМо5779761 і 59581061, які цілком включені сюди за посиланням.
Фізична форма вихідного металевого матеріалу наприкінці стадії 48 залежить від фізичної форми суміші 2о неметалевих сполук-попередників на початку стадії 48. Якщо суміш неметалевих сполук-попередників є сипкими тонкодисперсними твердими частинками, порошками, гранулами, шматочками і т.п., то вихідний металевий матеріал також має таку саме форму, за винятком того, що він матиме менший розмір і, типово, буде інколи пористим. Якщо суміш неметалевих сполук-попередників є спресованою масою тонкодисперсних твердих частинок, порошків, гранул, шматочков і т.п., то кінцевою фізичною формою вихідного металевого матеріалу сч буде типово дещо пориста металева губка 60, як зображено на Фігурі 3. Зовнішні розміри металевої губки є меншими, ніж розміри спресованої маси неметалевих сполук-попередників внаслідок видалення кисню та/або і) інших зв'язаних елементів на стадії відновлення 48. Якщо суміш неметалевих сполук-попередників є парами, то кінцевою фізичною формою металевого сплаву є типово тонкодисперсний порошок, який може бути підданий подальшій обробці. «Е зо Хімічний склад вихідного металевого матеріалу визначається типом та кількістю металів в суміші неметалевих сполук-попередників, що використовується на стадії 44. У випадку, який є цікавим, вихідний що) металевий матеріал містить більше титану, ніж будь-якого іншого елемента, з утворенням вихідного металевого (і матеріалу на основі титану.
Вихідний металевий матеріал має форму, яка є конструктивно непридатною для більшості областей -- з5 використання. Отже, вихідний металевий матеріал після цього ущільнюють для одержання ущільненого со металевого виробу без плавлення вихідного металевого матеріалу і без плавлення ущільненого металевого виробу, стадія 50. Ущільнення видаляє пористість з вихідного металевого матеріалу, бажано, підвищуючи його відносну густину до 100 процентів чи близько до цього значення. Може бути використаний будь-який придатний для реалізації тип ущільнення. Краще, ущільнення 50 здійснюється шляхом гарячого ізостатичного пресування « вихідного металевого матеріалу при відповідних значеннях температури та тиску, але при температурі нижче 7-3 с точок плавлення вихідного металевого матеріалу та ущільненого металевого виробу (точки плавлення яких типово співпадають чи є дуже близькими одна до одної). Можуть бути використані також пресування та ;» твердофазове спікання чи екструзія матеріалу в оболонці, особливо в тих випадках, коли вихідний металевий матеріал має форму порошку. Ущільнення зменшує зовнішні розміри маси вихідного металевого матеріалу, але таке зменшення розмірів можна передбачити на основі досвіду роботи з конкретними композиціями. Операція о ущільнення 50 може бути також використана для проведення додаткового легування металевого виробу.
Наприклад, оболонка, що використовується для гарячого ізостатичного пресування, не може бути піддана - вакуумуванню, внаслідок чого буде спостерігатися присутність залишкових оксигену/нітрогену. Під час
ГІ нагрівання для проведення гарячого ізостатичного пресування, залишковий оксиген/нітроген дифундує усередину титанового сплаву та легує його. о Ущільнений металевий виріб, такий як зображений на Фігурі 1, може бути використаний у тому стані, який ї» він має після ущільнення. За іншим варіантом, у відповідних випадках, ущільнений металевий виріб може, необов'язково, бути підданий формуванню, стадія 52, з використанням будь-якого придатного способу формування металів, такого як кування, екструзія, прокатка і т.п. Деякі металеві композиції є придатними для дво таких операцій формування, а інші - ні.
Ущільнений металевий виріб може також бути необов'язково підданий заключній обробці будь-яким (Ф) придатним способом, стадія 52. Такі стадії заключної обробки можуть включати, наприклад, термообробку, ка нанесення поверхневого покриття, механічну обробку і т.п. Стадії 50 та 52 можуть проводитися у вказаному порядку, або стадія 52 може бути проведена до стадії 50. во Металевий матеріал ніколи не нагрівається вище його точки плавлення. Крім того, він може підтримуватися нижче певної температури, яка є нижчою за точку плавлення. Наприклад, якщо альфа-бета титановий сплав нагрівають до температури вище бета-переходу, утворюється бета-фаза. Бета-фаза перетворюється на альфа-фазу коли сплав охолоджують нижче температури бета-переходу. Для деяких областей застосування, металевий сплав бажано не нагрівати до температури вище температури бета-переходу. В такому випадку, б5 стежать за тим, щоб губка чи інша металева форма сплаву не нагрівалася вище його температури бета-переходу в будь-який момент обробки. В результаті утворюється тонка мікроструктура, яка не містить областей, збагачених альфа-фазою і яку легше зробити надпластичною, ніж грубу мікроструктуру. Подальші виробничі операції спрощуються завдяки нижчому напруженню пластичної плинності матеріалу, що дозволяє використовувати менші та дешевші кувальні преси та інше металообробне обладнання, причому знос обладнання буде меншим.
В інших випадках, таких як деякі елементи та деталі фюзеляжу, бажано нагріти сплав вище температури бета-переходу в область бета-фази, з утворенням бета-фази та зростанням міцності готового продукту. В цьому випадку, металевий сплав може бути нагрітий до температури вище температури бета-переходу в процесі обробки, але, в будь-якому випадку, не вище точки плавлення сплаву. Коли виріб, нагрітий вище температури 7/0 бета-переходу, знов охолоджують до температури нижче точки бета-переходу, відбувається сегрегація структури, яка може перешкоджати ультразвуковому контролю виробу. В цьому випадку, може бути бажаним виготовляти та проводити ультразвуковий контроль виробу при низьких температурах, без нагрівання до температури вище точки бета-переходу, щоб він залишався у стані, коли сегрегація фаз структури відсутня.
Після завершення ультразвукового контролю, щоб упевнитися, що виріб не містить дефектів, він може бути 7/5 підданий термообробці при температурі вище точки бета-переходу та охолоджений. Готовий виріб є менш придатним для контролю, ніж виріб до його нагрівання вище точки бета-переходу, але відсутність дефектів буде вже встановленою. Завдяки малому розміру частинок, що утворюються при такій обробці, потрібно докладати менших зусиль для досягнення тонкої структури готового виробу, що приводить до здешевлення продукту.
Тип мікроструктури, морфологія та розміри виробу визначаються вихідними матеріалами та технологією
Обробки. Зерниста структура виробів, одержуваних при використанні методу твердофазового відновлення згідно з підходом за даним винаходом, загалом відповідають морфології та розміру частинок порошку вихідних матеріалів. Так, сполука- попередник з розміром частинок 5-мікрометрів дає кінцевий розмір зерен близько 5 мікрометрів. Для більшості областей використання, розмір зерен, краще, становить менш ніж приблизно 10 мікрометрів, хоч розмір зерен може досягати 100 мікрометрів чи більше. Як було вказано вище, підхід за даним сч г винаходом дозволяє уникнути сегрегації фаз структури в результаті перетворення грубодисперсних бета-зерен, о що утворюються при звичайній технології, основаній на плавленні, під час охолодження розплаву до бета-области фазової діаграми. У підході за даним винаходом, метал не піддають плавленню та охолодженню з розплаву до бета-області, так що утворення грубодисперсних зерен бета-фази не відбувається. Бета-зерна можуть бути утворені під час подальшої обробки, як описано вище, але вони утворюються при температурі, «Е зр нижчій за точку плавлення, і тому є значно більш тонкодисперсними, ніж зерна бета-фази, що утворюються при охолодженні розплаву у звичайній практиці. У звичайній практиці з використанням технології плавлення, о подальші металообробні процеси спрямовані на подрібнення та глобулізацію грубодисперсної альфа-структури, с асоційованої з областями, збагаченими альфа-фазою. Така обробка є непотрібною у підході за даним винаходом, оскільки утворюється тонка структура, яка не включає пластинчатої альфа-фази. --
Підхід за даним винаходом передбачає перероблення суміші неметалевих сполук-попередників на готовий со формований металевий виріб без нагрівання металу готового формованого металевого виробу вище його точки плавлення. Внаслідок цього, цей процес дозволяє уникнути витрат, асоційованих з операціями плавлення, таких як витрати на печі з регульованим газовим середовищем чи вакуумні печі, у випадку сплавів на основі титану.
Мікроструктури, асоційовані з плавленням, типово грубозернисті структури, дефекти лиття та сегрегація фаз « структури не спостерігаються. Без таких дефектів, вироби можуть бути зроблені більш легсовагими. У випадку пе) с сприйнятливих сплавів на основі титану, можна також зменшити чи запобігти утворенню поверхневого альфа-шару завдяки використанню відновного середовища. Механічні властивості, такі як статична міцність та ;» границя витривалості, поліпшуються.
Підхід за даним винаходом переробляє суміш неметалевих сполук-попередників на готовий формований
Металевий виріб без нагрівання металу готового формованого металевого виробу вище його точки плавлення. о Внаслідок цього, цей процес дозволяє уникнути витрат, асоційованих з операціями плавлення, таких як витрати на печі з регульованим газовим середовищем чи вакуумні печі, у випадку сплавів на основі титану. - Мікроструктури, асоційовані з плавленням, типово грубозернисті структури та дефекти лиття, не утворюються.
ГІ Без таких дефектів, вироби можуть бути зроблені більш легковагими через усунення потреби у використанні 5р додаткової кількості матеріалу для компенсації цих дефектів. Більша впевненість у відсутності дефектів о виробу, яка досягається завдяки описаним вище кращим можливостям контролю, також приводить до ї» зменшення кількості припусків матеріалу, які інакше мають використовуватися. У випадку сприйнятливих сплавів на основі титану можна також зменшити чи запобігти утворенню поверхневого альфа-шару завдяки використанню відновного середовища.
Незважаючи на те, що для ілюстрації був детально описаний конкретний варіант втілення винаходу, можуть бути зроблені різні модифікації та удосконалення, які не виходять за межі суті та обсягу винаходу. Таким (Ф, чином, винахід слід вважати обмеженим лише формулою винаходу, що додається. іме)
Claims (17)
1. Спосіб виробництва металевого виробу (20), що містить металеві складові, який включає стадії, на яких одержують суміш неметалевих сполук-попередників, які містять металеві складові, хімічно відновлюють суміш неметалевих сполук-попередників з одержанням вихідного металевого матеріалу, та 65 ущільнюють вихідний металевий матеріал без його плавлення з одержанням ущільненого металевого виробу (20).
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що суміш неметалевих сполук-попередників одержують у вигляді спресованої маси.
З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед стадією хімічного відновлення одержують шляхом пресування спресовану масу неметалевих сполук-попередників, яка має розміри, більші за бажаний кінцевий металевий виріб (20).
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як неметалеві сполуки-попередники використовують металооксидні сполуки-попередники, з яких одержують їх суміш.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що одержують суміш, вміст титану у якій більший за вміст 70 будь-якого іншого металевого елемента її складових.
6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що хімічно відновлюють суміш неметалевих сполук-попередників з одержанням губки (60) вихідного металевого матеріалу.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що хімічно відновлюють суміш неметалевих сполук-попередників шляхом твердофазового відновлення.
8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що хімічно відновлюють суміш неметалевих сполук-попередників шляхом парофазового відновлення.
9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що хімічно відновлюють суміш неметалевих сполук-попередників з одержанням вихідного металевого матеріалу, вміст титану в якому більше за вміст будь-якого іншого металевого елемента металевих її складових.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що вихідний металевий матеріал ущільнюють з утворенням ущільненого металевого виробу (20), в якому відсутня сегрегація фаз його структури.
11 Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний металевий матеріал ущільнюють з використанням способу, вибраного з групи, що складається з гарячого ізостатичного пресування, кування, пресування та спікання, і екструзії з оболонки. сч
12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після стадії ущільнення він включає додаткову стадію, на якій ущільнений металевий виріб (20) і) формують.
13. Спосіб виробництва металевого виробу (20), що містить металеві складові, який включає стадії, на яких одержують спресовану суміш оксидів металевих складових, «Е зо хімічно відновлюють суміш оксидів металевих складових шляхом електролізу їх сольового плаву з утворенням губки (60) вихідного металевого матеріалу, та о ущільнюють одержану губку (60) вихідного металевого матеріалу без його плавлення з утворенням с ущільненого металевого виробу (20).
14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що одержують спресовану масу суміші оксидів металевих 87 з5 складових, яка має розміри, більші за бажаний кінцевий металевий виріб (20). со
15. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що одержують спресовану суміш оксидів металевих складових, вміст титану у якій більший за вміст будь-якого іншого металевого елемента складових.
16. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що вихідний металевий матеріал ущільнюють з використанням способу, вибраного з групи, що складається з гарячого ізостатичного пресування, кування, пресування та « спікання, та екструзії з оболонки. з с
17. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що після стадії ущільнення він включає додаткову стадію, на якій формують ущільнений металевий виріб (20). ;» (ее) - іме) с 50 с» Ф) іме) 60 б5
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/172,218 US7329381B2 (en) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Method for fabricating a metallic article without any melting |
| PCT/US2003/018700 WO2003106081A1 (en) | 2002-06-14 | 2003-06-12 | Method for fabricating a metallic article without any melting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA81254C2 true UA81254C2 (uk) | 2007-12-25 |
Family
ID=29732989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200500344A UA81254C2 (uk) | 2002-06-14 | 2003-12-06 | Спосіб виробництва металевого виробу без будь-якого плавлення |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7329381B2 (uk) |
| EP (2) | EP1519804B1 (uk) |
| JP (2) | JP5025085B2 (uk) |
| CN (2) | CN103212712A (uk) |
| AU (2) | AU2003245482B2 (uk) |
| CA (1) | CA2488993C (uk) |
| RU (2) | RU2633418C2 (uk) |
| UA (1) | UA81254C2 (uk) |
| WO (1) | WO2003106081A1 (uk) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7410610B2 (en) * | 2002-06-14 | 2008-08-12 | General Electric Company | Method for producing a titanium metallic composition having titanium boride particles dispersed therein |
| US7416697B2 (en) | 2002-06-14 | 2008-08-26 | General Electric Company | Method for preparing a metallic article having an other additive constituent, without any melting |
| US7329381B2 (en) * | 2002-06-14 | 2008-02-12 | General Electric Company | Method for fabricating a metallic article without any melting |
| US7001443B2 (en) | 2002-12-23 | 2006-02-21 | General Electric Company | Method for producing a metallic alloy by the oxidation and chemical reduction of gaseous non-oxide precursor compounds |
| US7897103B2 (en) | 2002-12-23 | 2011-03-01 | General Electric Company | Method for making and using a rod assembly |
| US7727462B2 (en) * | 2002-12-23 | 2010-06-01 | General Electric Company | Method for meltless manufacturing of rod, and its use as a welding rod |
| US6955703B2 (en) * | 2002-12-26 | 2005-10-18 | Millennium Inorganic Chemicals, Inc. | Process for the production of elemental material and alloys |
| US7531021B2 (en) | 2004-11-12 | 2009-05-12 | General Electric Company | Article having a dispersion of ultrafine titanium boride particles in a titanium-base matrix |
| US20070017319A1 (en) * | 2005-07-21 | 2007-01-25 | International Titanium Powder, Llc. | Titanium alloy |
| CA2623544A1 (en) | 2005-10-06 | 2007-04-19 | International Titanium Powder, Llc | Titanium or titanium alloy with titanium boride dispersion |
| US8784196B2 (en) | 2006-04-13 | 2014-07-22 | Igt | Remote content management and resource sharing on a gaming machine and method of implementing same |
| US8992304B2 (en) | 2006-04-13 | 2015-03-31 | Igt | Methods and systems for tracking an event of an externally controlled interface |
| US9028329B2 (en) | 2006-04-13 | 2015-05-12 | Igt | Integrating remotely-hosted and locally rendered content on a gaming device |
| US7455713B1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-11-25 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Cavitation process for titanium products from precursor halides |
| US7465333B1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-12-16 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Cavitation process for products from precursor halides |
| US20090156303A1 (en) | 2006-11-10 | 2009-06-18 | Igt | Bonusing Architectures in a Gaming Environment |
| US9311774B2 (en) | 2006-11-10 | 2016-04-12 | Igt | Gaming machine with externally controlled content display |
| US7790631B2 (en) * | 2006-11-21 | 2010-09-07 | Intel Corporation | Selective deposition of a dielectric on a self-assembled monolayer-adsorbed metal |
| US8120114B2 (en) * | 2006-12-27 | 2012-02-21 | Intel Corporation | Transistor having an etch stop layer including a metal compound that is selectively formed over a metal gate |
| WO2009012455A1 (en) | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Oxane Materials, Inc. | Proppants with carbide and/or nitride phases |
| US8206488B2 (en) * | 2008-10-31 | 2012-06-26 | General Electric Company | Fluoride ion cleaning method |
| KR101127209B1 (ko) | 2009-12-29 | 2012-03-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 반응층 생성물 분산처리장치 및 방법 |
| CN102127640B (zh) * | 2011-04-20 | 2012-10-17 | 攀枝花学院 | 生产中钒铁的方法 |
| RU2606669C2 (ru) * | 2013-09-27 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ получения сплава, состоящего из титана, железа, хрома и циркония, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, железа, хрома и циркония, и устройство для его осуществления |
| RU2606670C2 (ru) * | 2013-09-27 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ получения сплава, содержащего титан, железо, хром и кремний, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, железа, хрома и кремния, и устройство для его осуществления |
| RU2567768C2 (ru) * | 2013-09-27 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ получения сплава на основе титана из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, и устройство для его осуществления |
| CN104858430A (zh) | 2014-02-25 | 2015-08-26 | 通用电气公司 | 三维零件的制造方法 |
| US10343392B2 (en) | 2015-08-27 | 2019-07-09 | General Electric Company | Powder-bed additive manufacturing devices and methods |
| RU2634562C2 (ru) * | 2015-12-11 | 2017-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ получения "суперсплава" на основе титана, алюминия, железа, хрома, меди и кремния из водяной суспензии частиц, содержащей соединения этих элементов руды, и устройство для его осуществления |
Family Cites Families (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2828199A (en) * | 1950-12-13 | 1958-03-25 | Nat Res Corp | Method for producing metals |
| DE1129710B (de) | 1956-02-08 | 1962-05-17 | Dominion Magnesium Ltd | Verfahren zur Herstellung von Titanlegierungen in Pulverform |
| US2799570A (en) * | 1956-04-10 | 1957-07-16 | Republic Steel Corp | Process of making parts by powder metallurgy and preparing a powder for use therein |
| US2937979A (en) | 1957-05-10 | 1960-05-24 | Horizons Titanium Corp | Electrolytic process |
| GB883429A (en) | 1959-06-26 | 1961-11-29 | Mallory Metallurg Prod Ltd | Improvements in and relating to the manufacture of electrical contact or welding electrode materials |
| FR1443968A (fr) * | 1965-04-08 | 1966-07-01 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Perfectionnements apportés aux procédés pour l'élaboration de poudres métalliques et aux poudres correspondantes |
| US3501287A (en) | 1968-07-31 | 1970-03-17 | Mallory & Co Inc P R | Metal-metal oxide compositions |
| LU65266A1 (uk) | 1971-05-06 | 1972-07-14 | ||
| US3736132A (en) | 1971-12-17 | 1973-05-29 | Steel Corp | Method for producing refractory metals |
| US4282195A (en) | 1975-02-03 | 1981-08-04 | Ppg Industries, Inc. | Submicron titanium boride powder and method for preparing same |
| US4101713A (en) | 1977-01-14 | 1978-07-18 | General Electric Company | Flame spray oxidation and corrosion resistant superalloys |
| DE3017782C2 (de) * | 1980-05-09 | 1982-09-30 | Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen | Verfahren zur Herstellung von sinterfähigen Legierungspulvern auf der Basis von Titan |
| JPS597765B2 (ja) | 1980-09-13 | 1984-02-21 | 昭宣 吉澤 | 微粉末金属の製造方法 |
| US4415528A (en) | 1981-03-20 | 1983-11-15 | Witec Cayman Patents, Limited | Method of forming shaped metal alloy parts from metal or compound particles of the metal alloy components and compositions |
| JPS57181367A (en) | 1981-04-08 | 1982-11-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Sintered high-v high-speed steel and its production |
| US4512826A (en) | 1983-10-03 | 1985-04-23 | Northeastern University | Precipitate hardened titanium alloy composition and method of manufacture |
| US4999336A (en) | 1983-12-13 | 1991-03-12 | Scm Metal Products, Inc. | Dispersion strengthened metal composites |
| US4525206A (en) * | 1983-12-20 | 1985-06-25 | Exxon Research & Engineering Co. | Reduction process for forming powdered alloys from mixed metal iron oxides |
| US4687632A (en) * | 1984-05-11 | 1987-08-18 | Hurd Frank W | Metal or alloy forming reduction process and apparatus |
| US4915905A (en) | 1984-10-19 | 1990-04-10 | Martin Marietta Corporation | Process for rapid solidification of intermetallic-second phase composites |
| US4622079A (en) | 1985-03-22 | 1986-11-11 | General Electric Company | Method for the dispersion of hard alpha defects in ingots of titanium or titanium alloy and ingots produced thereby |
| FR2582019B1 (fr) * | 1985-05-17 | 1987-06-26 | Extramet Sa | Procede pour la production de metaux par reduction de sels metalliques, metaux ainsi obtenus et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| US4714587A (en) * | 1987-02-11 | 1987-12-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for producing very fine microstructures in titanium alloy powder compacts |
| US4731111A (en) | 1987-03-16 | 1988-03-15 | Gte Products Corporation | Hydrometallurical process for producing finely divided spherical refractory metal based powders |
| EP0290820B1 (de) | 1987-05-13 | 1994-03-16 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Verfahren zur Herstellung dispersionsgehärteter Metallegierungen |
| JPH01184203A (ja) | 1988-01-19 | 1989-07-21 | Mitsubishi Metal Corp | 射出成形用合金粉末 |
| SU1582683A1 (ru) | 1988-05-10 | 1996-09-10 | Соликамский магниевый завод | Способ получения сплавов титана |
| US4906436A (en) | 1988-06-27 | 1990-03-06 | General Electric Company | High strength oxidation resistant alpha titanium alloy |
| NZ231941A (en) * | 1988-12-22 | 1993-02-25 | Univ Western Australia | Mechanochemical process for production of metal, alloy, or ceramic material |
| JPH0747787B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1995-05-24 | 株式会社エヌ・ケイ・アール | チタン粉末またはチタン複合粉末の製造方法 |
| US5041262A (en) | 1989-10-06 | 1991-08-20 | General Electric Company | Method of modifying multicomponent titanium alloys and alloy produced |
| US5322666A (en) | 1992-03-24 | 1994-06-21 | Inco Alloys International, Inc. | Mechanical alloying method of titanium-base metals by use of a tin process control agent |
| DE69405246T2 (de) | 1993-11-08 | 1998-01-02 | United Technologies Corp | Superplastisches titan durch abscheidung aus der dampfphase |
| US5431874A (en) | 1994-01-03 | 1995-07-11 | General Electric Company | High strength oxidation resistant titanium base alloy |
| US5958106A (en) | 1994-08-01 | 1999-09-28 | International Titanium Powder, L.L.C. | Method of making metals and other elements from the halide vapor of the metal |
| JP3391461B2 (ja) * | 1994-08-01 | 2003-03-31 | インターナショナル・タイテイニアム・パウダー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 元素材料の製造方法 |
| US5830288A (en) | 1994-09-26 | 1998-11-03 | General Electric Company | Titanium alloys having refined dispersoids and method of making |
| US6218026B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-04-17 | Allison Engine Company | Lightweight high stiffness member and manufacturing method thereof |
| US5641580A (en) | 1995-10-03 | 1997-06-24 | Osram Sylvania Inc. | Advanced Mo-based composite powders for thermal spray applications |
| US6019812A (en) | 1996-10-22 | 2000-02-01 | Teledyne Industries, Inc. | Subatmospheric plasma cold hearth melting process |
| DE69824185T2 (de) * | 1997-08-19 | 2005-06-23 | Titanox Development Ltd. | Auf titanlegierung basierender dispersionsgehärteter verbundwerkstoff |
| US6231636B1 (en) * | 1998-02-06 | 2001-05-15 | Idaho Research Foundation, Inc. | Mechanochemical processing for metals and metal alloys |
| US6152982A (en) | 1998-02-13 | 2000-11-28 | Idaho Research Foundation, Inc. | Reduction of metal oxides through mechanochemical processing |
| FR2777020B1 (fr) | 1998-04-07 | 2000-05-05 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un alliage ferritique - martensitique renforce par dispersion d'oxydes |
| US5930580A (en) | 1998-04-30 | 1999-07-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for forming porous metals |
| GB9812169D0 (en) | 1998-06-05 | 1998-08-05 | Univ Cambridge Tech | Purification method |
| JP4611464B2 (ja) * | 1998-06-12 | 2011-01-12 | 東邦チタニウム株式会社 | 金属粉末の製造方法 |
| JP3712614B2 (ja) | 1998-07-21 | 2005-11-02 | 株式会社豊田中央研究所 | チタン基複合材料、その製造方法およびエンジンバルブ |
| US6251159B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-06-26 | General Electric Company | Dispersion strengthening by nanophase addition |
| US6582651B1 (en) * | 1999-06-11 | 2003-06-24 | Geogia Tech Research Corporation | Metallic articles formed by reduction of nonmetallic articles and method of producing metallic articles |
| JP3597098B2 (ja) * | 2000-01-21 | 2004-12-02 | 住友電気工業株式会社 | 合金微粉末とその製造方法、それを用いた成型用材料、スラリーおよび電磁波シールド材料 |
| EP1257678B1 (en) * | 2000-02-22 | 2007-09-05 | Metalysis Limited | Method for the manufacture of metal foams by electrolytic reduction of porous oxidic preforms |
| DE10017282C2 (de) | 2000-04-06 | 2002-02-14 | Omg Ag & Co Kg | Verfahren zur Herstellung von Verbundpulver auf Basis Siler-Zinnoxid und deren Verwendung zur Herstellung von Kontaktwerkstoffen |
| DE10041194A1 (de) * | 2000-08-23 | 2002-03-07 | Starck H C Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen durch Pulver-Spritzgießen und dazu geeignete Verbundpulver |
| ATE260995T1 (de) | 2000-09-29 | 2004-03-15 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Verfahren zur wiederverwertung von aus thoriertem wolfram bestehenden gegenständen |
| GB0027929D0 (en) * | 2000-11-15 | 2001-01-03 | Univ Cambridge Tech | Metal and alloy powders |
| US6635098B2 (en) | 2001-02-12 | 2003-10-21 | Dynamet Technology, Inc. | Low cost feedstock for titanium casting, extrusion and forging |
| JP2003029989A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分散処理システムおよびジョブ分散処理方法 |
| AUPS107102A0 (en) | 2002-03-13 | 2002-04-11 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Electrolytic reduction of metal oxides |
| KR100468216B1 (ko) | 2002-05-06 | 2005-01-26 | 국방과학연구소 | 텅스텐이 코팅된 텅스텐-구리 복합 분말의 제조 방법 및그의 용도 |
| US7037463B2 (en) * | 2002-12-23 | 2006-05-02 | General Electric Company | Method for producing a titanium-base alloy having an oxide dispersion therein |
| US7329381B2 (en) * | 2002-06-14 | 2008-02-12 | General Electric Company | Method for fabricating a metallic article without any melting |
| US6921510B2 (en) * | 2003-01-22 | 2005-07-26 | General Electric Company | Method for preparing an article having a dispersoid distributed in a metallic matrix |
| US6737017B2 (en) | 2002-06-14 | 2004-05-18 | General Electric Company | Method for preparing metallic alloy articles without melting |
| US7001443B2 (en) * | 2002-12-23 | 2006-02-21 | General Electric Company | Method for producing a metallic alloy by the oxidation and chemical reduction of gaseous non-oxide precursor compounds |
| US7727462B2 (en) | 2002-12-23 | 2010-06-01 | General Electric Company | Method for meltless manufacturing of rod, and its use as a welding rod |
| US6849229B2 (en) * | 2002-12-23 | 2005-02-01 | General Electric Company | Production of injection-molded metallic articles using chemically reduced nonmetallic precursor compounds |
| US6968990B2 (en) * | 2003-01-23 | 2005-11-29 | General Electric Company | Fabrication and utilization of metallic powder prepared without melting |
| US6926754B2 (en) * | 2003-06-12 | 2005-08-09 | General Electric Company | Method for preparing metallic superalloy articles having thermophysically melt incompatible alloying elements, without melting |
| US6926755B2 (en) | 2003-06-12 | 2005-08-09 | General Electric Company | Method for preparing aluminum-base metallic alloy articles without melting |
-
2002
- 2002-06-14 US US10/172,218 patent/US7329381B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-06-12 CN CN2013101111717A patent/CN103212712A/zh active Pending
- 2003-06-12 EP EP03739116A patent/EP1519804B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-06-12 CA CA2488993A patent/CA2488993C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-06-12 AU AU2003245482A patent/AU2003245482B2/en not_active Expired
- 2003-06-12 CN CN03813794.1A patent/CN1658990A/zh active Pending
- 2003-06-12 WO PCT/US2003/018700 patent/WO2003106081A1/en active Application Filing
- 2003-06-12 RU RU2010126661A patent/RU2633418C2/ru active
- 2003-06-12 RU RU2005100773/02A patent/RU2005100773A/ru unknown
- 2003-06-12 EP EP10183264.0A patent/EP2281647B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-06-12 JP JP2004512959A patent/JP5025085B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-12-06 UA UAA200500344A patent/UA81254C2/uk unknown
-
2007
- 2007-08-06 US US11/834,171 patent/US7655182B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2009
- 2009-06-05 AU AU2009202263A patent/AU2009202263B2/en not_active Expired
-
2012
- 2012-03-07 JP JP2012049880A patent/JP5524257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2633418C2 (ru) | 2017-10-12 |
| AU2003245482A1 (en) | 2003-12-31 |
| CA2488993C (en) | 2016-04-12 |
| EP2281647A1 (en) | 2011-02-09 |
| EP1519804A1 (en) | 2005-04-06 |
| JP5524257B2 (ja) | 2014-06-18 |
| JP5025085B2 (ja) | 2012-09-12 |
| EP1519804B1 (en) | 2013-02-27 |
| AU2009202263A1 (en) | 2009-07-02 |
| CA2488993A1 (en) | 2003-12-24 |
| RU2010126661A (ru) | 2012-01-10 |
| US7329381B2 (en) | 2008-02-12 |
| RU2005100773A (ru) | 2005-07-10 |
| US20070269333A1 (en) | 2007-11-22 |
| AU2003245482B2 (en) | 2009-03-12 |
| WO2003106081A1 (en) | 2003-12-24 |
| JP2012132100A (ja) | 2012-07-12 |
| US20030230170A1 (en) | 2003-12-18 |
| US7655182B2 (en) | 2010-02-02 |
| AU2009202263B2 (en) | 2012-04-26 |
| EP2281647B1 (en) | 2018-08-15 |
| CN1658990A (zh) | 2005-08-24 |
| CN103212712A (zh) | 2013-07-24 |
| JP2005530039A (ja) | 2005-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA81254C2 (uk) | Спосіб виробництва металевого виробу без будь-якого плавлення | |
| RU2329122C2 (ru) | Способ получения изделий из металлических сплавов без плавления | |
| JP5826219B2 (ja) | 溶融を伴うことなく他の添加成分を有する金属物品を作製する方法 | |
| US7419528B2 (en) | Method for fabricating a superalloy article without any melting | |
| US7553383B2 (en) | Method for fabricating a martensitic steel without any melting |