Способ получения пористых полуфабрикатов из порошков алюминиевых сплавов
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в строительстве, авиации, автомобилестроении, лифтостроении и т. д. Способ получения пористых полуфабрикатов из порошков алюминиевых сплавов включает смешивание порошков алюминиевого сплава с порофором, засыпку полученной смеси в емкость, холодное прессование, нагрев полученной заготовки до температуры на 10-20oС ниже температуры образования самой легкоплавкой эвтектики материала заготовки, горячую деформацию с последующим размещением заготовки в форму, высокотемпературную термообработку с последующим охлаждением до температуры 300-450°С и обработку поверхности полученного пористого полуфабриката. Способ позволяет расширить номенклатуру получаемых пористых полуфабрикатов, повысить выход годного, производительность труда и снизить энергоемкость процесса. 8 з. п.ф-лы.
Предлагаемое изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в строительстве, авиации, автомобилестроении, лифтостроении и т.д., т.е. в областях, в которых требуется сочетание свойств полуфабрикатов, как легкость, плавучесть, негорючесть, тепловая и звуковая защита, а также экологическая чистота материала.
Известен способ получения пористых полуфабрикатов из порошков сплавов на основе меди и алюминия, включающий смешивание порошка сплава с порофором, засыпку полученной смеси в разборную емкость (пресс-форму), нагрев пресс-формы со смесью с одновременным приложением давления, при котором не происходит разложения порофора, охлаждение с одновременным снятием давления, разборку пресс-формы, термообработку полученной плотной заготовки для получения в ней пористости (патент ФРГ N 4101630, B 22 F 3/18, 3/24, 1991 г.). Недостатком этого способа является узкая номенклатура получаемых полуфабрикатов из-за ограниченных размеров и формы, а также низкая производительность процесса из-за необходимости увеличения времени на получение плотной заготовки при увеличении размеров получаемых полуфабрикатов, что влечет за собой и повышение энергозатрат. Известен способ получения пористых полуфабрикатов из порошков алюминиевых сплавов, включающий смешивание порошков сплава с порофорами, температура разложения которых выше температуры солидуса-ликвидуса порошка сплава. Полученную смесь засыпают в неразъемную емкость, нагревают до температуры ниже температуры солидуса алюминиевого сплава и прессуют при этой температуре в плотную заготовку, которую затем подвергают горячей деформации, охлаждают, помещают в форму из материала, химически не взаимодействующего с материалов заготовки и термообрабатывают (RU патент N 2085339, B 22 F 3/11, 3/18, 1997 г.), прототип. Недостатком этого способа является узкая номенклатура получаемых полуфабрикатов из-за невозможности получения декоративной поверхности, низкая производительность из-за высоких затрат времени на получение плотной заготовки, что влечет за собой повышенные энергозатраты. Кроме того, низкий выход годного из-за образующихся в плотной заготовке микронесплошностей. Предлагаемый способ получения пористых полуфабрикатов из порошков алюминиевых сплавов включает смешивание порошков алюминиевого сплава с порофором, засыпку полученной смеси в емкость, холодное прессование, после чего плотную заготовку перед горячей деформацией нагревают до температуры 10-20oC ниже температуры образования самой легкоплавкой эвтетики материала заготовки горячую деформацию и помещением заготовки в форму. После этого ведут высокотемпературную термообработку, а после вспенивания деформированной заготовки ведут ее охлаждение до температуры 300-450oC и при этой температуре проводят обработку поверхности полученного пористого полуфабриката. При смешивании порошка алюминиевого сплава с порофором в качестве порофора используют порошок гидрида титана крупностью, превышающей крупность порошка алюминиевого сплава в 2-10 раз и все виды последующих деформационных обработок ведут в направлении, параллельном оси прессования заготовки. При смешивании алюминиевого сплава с порофором в качестве порофора используют порошок бикарбоната кальция, пористую заготовку после охлаждения обрабатывают химически активным жидким веществом с последующим удалением его из пор заготовки. При смешивании порошка алюминиевого сплава с порофором в смесь добавляют мелкодисперсные частицы тугоплавких соединений. Засыпку в емкость ведут послойно смесями различного химического состава, состоящими из порофора и порошка алюминиевого сплава. Высокотемпературной термообработке подвергают отдельные участки плотной заготовки. Перед высокотемпературной термообработкой или после нее полученные листовые заготовки сваривают. Засыпку смеси порошка алюминиевого сплава с порофором ведут в неразъемную емкость. Засыпку смеси алюминиевого порошка и порофора ведут в разборную емкость, с последующим холодным компактированием и извлечением компакта. Отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в том, что после засыпки смеси порошков в емкость осуществляют холодное прессование, полученную плотную заготовку перед горячей деформацией нагревают на 10-20oC ниже температуры образования самой легкоплавкой эвтетики материала заготовки, после высокотемпературной обработки деформированной заготовки ее охлаждают до температуры 300-450oC и при этой температуре проводят обработку поверхности полученного пористого полуфабриката. При смешивании порошка алюминиевого сплава с порофором в качестве порофора используют порошок гидрида титана крупностью, превышающей крупность порошка алюминиевого сплава в 2-10 раз и все виды последующих деформационных обработок ведут в направлении, параллельном оси прессования заготовки. При смешивании порошка алюминиевого сплава с порофором в качестве порофора используют бикарбонат кальция, полученную после высокотемпературной термообработки пористую заготовку охлаждают и обрабатывают химически активным жидким веществом с последующим удалением его из пор заготовки. При смешивании порошка алюминиевого сплава с порофором в смесь добавляют мелкодисперсные частицы тугоплавких соединений. Засыпку в емкость ведут послойно смесями из различного химического состава, состоящими из порофора и порошка алюминиевого сплава различного химического состава. Высокотемпературной термообработке подвергают отдельные участки плотной заготовки. Перед высокотемпературной обработкой или после нее полученную листовую заготовку сваривают. Засыпку смеси алюминиевого порошка и порофора ведут в неразъемную емкость. Засыпку смеси алюминиевого порошка и порофора ведут в разборную емкость с последующим холодным компактированием и извлечением компакта. Техническим результатом предлагаемого способа является расширение номенклатуры получаемых пористых полуфабрикатов, повышение выхода годного, производительности труда и снижение энергоемкости процесса. Предлагаемый способ позволяет получать перед нагревом под деформацию заготовку с плотностью 75-80% (холодное компактирование в разборной емкости) и 85-91% (холодное прессование в неразборной емкости), т.е. повысить плотность нагреваемой заготовки на 15-41% по сравнению с известным способом. За счет повышения плотности заготовки увеличивается площадь контакта между частицами, в результате этого теплопроводность материала увеличивается и, соответственно сокращается в 2-10 раз время нагрева заготовки до температуры деформации. В результате этого снижаются энергозатраты на нагрев и повышается производительность труда на этой технологической операции. Применение температурного режима нагрева плотной заготовки более чем на 20oC ниже температуры образования легкоплавкой эвтетики не дает возможность при горячей деформации получить заготовку с высокой плотностью из-за замедления процессов схватывания между частицами порошков при низкой температуре нагрева, что приведет к снижению выхода годного. Применение температурного режима нагрева плотной заготовки менее чем на 10oC ниже температуры образования легкоплавкой эвтетики алюминиевого порошка не дает возможности при горячей деформации получить заготовку с высокой плотностью из-за неконтролируемого образования легкоплавкой эвтетики в температурном интервале, а не точно при одной определенной температуре. Это связано с тем, что химический состав исходного порошка всегда имеет нижний и верхний предел по каждому элементу, поэтому температура образования легкоплавкой эвтетики всегда в этих случаях имеет температурный интервал в

Формула изобретения
1. Способ получения пористых полуфабрикатов из порошков алюминиевых сплавов, включающий смешивание порошков алюминиевого сплава с порофором, засыпку полученной смеси в емкость, горячую деформацию полученной заготовки с последующим размещением ее в форму и высокотемпературную термообработку, отличающийся тем, что после засыпки смеси порошков в емкость осуществляют холодное прессование, затем плотную заготовку перед горячей деформацией нагревают на 10 - 20oC ниже температуры образования легкоплавкой эвтектики материала заготовки, а после высокотемпературной термообработки деформированной заготовки ведут ее охлаждение до температуры 300 - 450oC и при этой температуре проводят обработку поверхности полученного пористого полуфабриката. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при смешивании алюминиевого порошка с порофором в качестве порофора используют порошок гидрида титана крупностью, превышающей крупность порошка алюминиевого сплава в 2 - 10 раз и все виды последующих деформационных обработок ведут в направлении, параллельном оси прессования заготовки. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при смешивании порошка алюминиевого сплава с порофором в качестве порофора используют порошок бикарбоната кальция, пористую заготовку после охлаждения обрабатывают химически активным жидким веществом с последующим удалением его из пор заготовки. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при смешивании порошка алюминиевого сплава с порофором в смесь добавляют мелкодисперсные частицы тугоплавких соединений. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что засыпку в емкость ведут послойно смесями различного химического состава, состоящих из порошков алюминиевых сплавов и порофоров. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокотемпературной термообработке подвергают отдельные участки плотной заготовки. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед высокотемпературной обработкой или после нее полученные листовые заготовки сваривают. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что засыпку смеси порошка алюминиевого сплава с порофором ведут в неразъемную емкость. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что засыпку смеси порошка алюминиевого сплава с порофором ведут в разборную емкость с последующим холодным компактированием и извлечением компакта.