PL 16 11 22 B1
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 161122
(21) Numer zgłoszenia: 277313
Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: 21.01.1989
Rzeczypospolitej Polskiej
(51) IntCl5:
C22C 21/00
C 2 2 C 1/09 C 2 2 C 3 2/00
(54) Sposób wytwarzania kompozytu o osnowie z aluminium lub jego stopów zbrojonych
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
23.07.1990 BUP 15/90
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.1993 WUP 05/93
(73) Uprawniony z patentu:
Politechnika Śląska, Gliwice, PL
(72) Twórcy wynalazku:
Izabella Hyla, Katowice, PL Józef Śledziona, Mysłowice, PL Jerzy Myalski, Katowice, PL
Stanisław Węgrzyniak, Katowice, PL
(57) Sposób wytwarzania kompozytu o osnowie z aluminium lub jego stopów zbrojonych cząstkami A l
2O
3polegający na wprowadzeniu cząstek A l
2O
3o wielkości co najmniej 40 µ
mdo ciekłego metalu osnowy i mieszaniu mechanicznym z ciekłą osnową z prędkością 400-
700 obr/m in, znamienny tym, że do zbrojenia stosuje się cząstki Al
2O
3stanowiące odpady
produkcyjne płatkowego aluminium podgrzane do tem peratury powyżej 750°C.
S P O S Ó B W Y T W A R Z A N I A KOMPOZYTU O OSNO WI E Z A L U M I N I U M LUB J E G O STOPÓW ZB RO JO NY CH
Z a s t r z e ż e n i e p a t e n t o w e
Sp o s ó b wytwarzania kompozytu o osnowie z aluminium lub jego stopów zbrojonych
cząstkami A l2O 3, polegający na w p r o w a d z e n i u cząstek A l 2O 3 o wi el ko śc i cc najmniej 40 µ m do ciek łe go metalu osnowy i mieszaniu mechan ic zn ym z ciekłą osnowę z p r ę dk o ś cią 400 - 700 o b r / m i n , z n a m i e n n y t y m , ze do zbrojenia stosuje się cząstki A l 2O 3 stanowiące odpady produkcyjne płatkowego al um in iu m podgrzane do temperatury powyżej 750 °C.
* * *
Przedmiotem wy na la zk u jest sposób ot rz ym yw an ia komp oz yt ów o osnowie z aluminium lub jego stopów zbrojonych cząstkami A l 2O 3.
Znany jest sposób w y t w a r z a n i a al uminium zb ro jo ne go A l2O 3 tzw. SAP na drodze ut l e - niania proszku aluminium i następnie p rzetwórstwa na drodze sp ie ka ni a i prasowania. U z y s k i - wane wielkości cząstek A l2O 3 mieszczą się poniżej 2 µm w ilości 13 - 14%. Taki materiał z osnową aluminium zbrojoną cząstkami A l 2O 3 uzyskuje w y t r zy ma ło ść doraźną na rozciąganie 320 MPa, nieznacznie niż szą w temperaturze do 30 0 °C i st os ow an y jest mi ę d z y innymi na ło- patki sprężarek.
Znany jest również sposób w y t w a r z a n i a kompozytu na drodze w p r o w a dz an ia cząstek A l2O 3 o wielkości poniżej 8O µ m up rz ed ni o pokrytych cząstkami MgO o wi el ko śc i 0,3 - 0,4 µ m
na drodze mieszania z ciekłym meta le m osnowy. Istnieje również sp osób wytwar za ni a stopów aluminium zbrojonych cząstkami A l2 O 3 wpro wa dz an ym i do stopów A 1Si będących w stanie c i ek ło k r y s t a l icznym.
Sposób wytwarzania ko mp oz yt u al um in iu m lub stop al um in iu m - cząstki A l 2O 3 według wynalazku polega na tym, że do zb ro je ni a stosuje się cząstki A l 2O 3 stanowiące odpady produkcyjne płatkowego aluminium.
St op osnowy o temperaturze Ttop + 150 K przed w p r o w a d z e n i e m cząstek poddaje się procesowi rafinacji s z e ś cio c h l o r o e t a n e m , a następnie celem ob ni że ni a napięcia p o w i er zc hn io- wego wprowadza się 1 - 2 % Mg. B e z p oś re dn io po w p r o w a dz en iu magn ez u równocześnie wprowadza się cząstki A l 2O 3 i miesza stop. U z y s k a n y materiał odlewa się do kokili. Od momentu rafina- cji całość procesu realizowana jest w osłonie argonowej. Uzyskać w ten sposób można materiał ko mpozytowy zawierający do 15% o b j ę t o śc io wo cząstek A l2O 3 ró wnomiernie rozłożonych w os no- wie. Materiał taki jest bardzo o d p o rn y na ścieranie o od po rn oś ci porównywalnej ze s t a l ą . M o że być stosowany m.in. na tuleje cylindrowe, tłoki, wirn ik i pomp i elementy węzłów cier- nych.
P r z y k ł a d I. A l u m i n i u m o czystości 99,5% topi się i ogrzewa do temperatury 750 °C, następnie rafinuje s z e ś c i o c hl or oe ta nem i wp ro wa dz a 1% Mg w kawałkach o masie 2 g.
Mi es za ją c ciekły metal z prędkością 700 obr/min wp ro wa dz a się 15% wa gowo cząstek A l 2O 3 o wi el ko śc i 1 0 0 µ m podgrzanych do t e mp er at ur y 750 °C. Po wy m i e s z a n i u przez okres 3 min. stop odlewa się do kokili.
P r z y k ł a d II. Stop A l s ill o temperaturze 720°C rafinuje się sześciochloro- etanem i wprowadza 1% Mg w ka wa łk ac h o masie około 2 g. Mi es za ją c ciekły metal z prędkością 700 obr/min wprowadza się do niego porcjami 10% wa gowo cząstek A l2O 3 o wielkości 120 µ m po d- grzanych do temperatury 750 °C. Mi es za ni e i wprowa dz an ie cząstek od bywa się w osłonie argonowej. Po wymieszaniu cząstek z metalem stop odlewa się do kokili.
