дисперсно-упрочненный композиционный материал
Классы МПК: | C22C9/00 Сплавы на основе меди C22C32/00 Цветные сплавы, содержащие от 5% до 50% по массе оксидов, карбидов, боридов, нитридов, силицидов или других соединений металлов, например оксинитридов, сульфидов, добавляемых в эти сплавы или образуемых в них |
Автор(ы): | Куимов С.Д., Иванов В.А., Федотов Н.А., Коноплев В.Н., Лежнев А.И. |
Патентообладатель(и): | Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-05-13 публикация патента:
10.08.1998 |
Материал содержит медь, титан, гидрид титана и углерод при следующем соотношении компонентов, мас. %: титан 1-4; гидрид титана 0,5-1,0; углерод 0,15-0,35; медь - остальное. Изобретение может быть использовано в машиностроительной, химической и электротехнической промышленности, например, для изготовления электродов контактной сварки. 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Дисперсно-упрочненный композиционный материал, содержащий медь, титан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидрид титана и углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:Титан - 1 - 4
Гидрид титана - 0,5 - 1,0
Углерод - 0,15 - 0,35
Медь - Остальноее
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к дисперсно-упрочненным материалам на основе меди, и может быть использовано в машиностроении, химической и электротехнической промышленности, например, для изготовления электродов контактной сварки. Известен высокопрочный медный сплав по заявке Японии (JP) N 59-50740 от 10.12.84, МКИ C 22 C 9/00, содержащий, мас.%: 1-5 Ti, 0,1-3,0 Cr и/или циркония, 0,005 - 0,1 Si, магния, германия и/или бора, остальное медь. Данный сплав получают методом плавления, для чего применяется дорогостоящее оборудование. Получаемый сплав используется в электротехнической промышленности, однако о целесообразности использования его в сварочном производстве информация отсутствует. Сплав воспроизвести в порошковом варианте не представляется возможным. Известен другой дисперсно-твердеющий сплав на основе меди по заявке ЕПВ (ЕР) N 0117918 от 12.09.84, содержащий кроме меди, 1-3 ат.% Ti и 0,5-4 ат.% Al. Сплав применяется для изготовления контактных электрических пластин и упругих элементов. Данный материал не может использоваться для изготовления наконечников для электродов контактной сварки из-за низкой электропроводности ( 30% от электропроводности чистой меди). Этот сплав принят в качестве прототипа. Предлагаемый композиционный материал устраняет эти недостатки. Это достигается тем, что дисперсно-упрочненный материал, содержащий медь, титан, дополнительно содержит углерод, гидрид титана (TiH2) при следующем соотношении компонентов мас.%:Титан - 1 - 4
Гидрид титана - 0,5 - 1,0
Углерод - 0,15 - 0,35
Медь - Остальное
Введение в состав композиционного материала углерода улучшает технологические свойства порошковой смеси, например, при механическом легировании (предотвращает перегрев аттриторов за счет снижения трения между частицами порошков и мелющихся элементов - шаров и между частицами порошков, шаров и стенками рабочего объема аттритора). Кроме того, углерод, соединяясь с титаном при нагреве, образует дисперсные частицы карбидов титана. Введение в композиционный материал гидрида титана позволяет защищать от окисления при нагреве брикетов и частично восстанавливать оксиды в медной матрице. Гидрат титана, содержащий 3,4 - 3,6% водорода, является хорошим восстановителем оксидов (см. книгу В.С.Устинов, Ю.Г.Олесов и др. Порошковая металлургия титана - технология, гидрирование металлического титана, М.: Металлургия, 1981, стр. 42-43). Предлагаемое техническое решение характеризуется следующими примерами конкретного выполнения. Пример. Шихту в виду гранул получали механически легированием порошковых компонентов системы Cu-Ti-C в аттриторе емкостью 45 л. Гранулы после механического легирования смешивали с порошком гидрата титана. Холодное прессование из смеси брикета в виде цилиндра диаметром (50 - 70) мм длиной 100 - 200 мм с плотностью 6,7 - 7,0 г/см3 осуществляли в металлической пресс-форме при давлении 700 - 800 МПа. Полученный брикет нагревали в электропечи в атмосфере воздуха при температуре 820 - 900oC в течение 30 - 60 мин в зависимости от объема брикета. При этом брикет помещали в капсулу в виде стакана размером рабочего пространства объема брикета с минимальными зазорами между стенками капсулы и брикета. Затем нагретый брикет подвергали горячей деформации - экструзии на диаметре 13,5 - 17,5 мм. Плотность прутков составляла 8,6 - 8,7 г/см3. Для экспериментальной проверки заявляемого материала были подготовлены брикеты составов с различным соотношением титана, гидрида, титана, графита и меди. Составы материалов брикетов и результаты испытаний по определению физико-механических свойств полуфабрикатов представлены в таблице.
Класс C22C9/00 Сплавы на основе меди
Класс C22C32/00 Цветные сплавы, содержащие от 5% до 50% по массе оксидов, карбидов, боридов, нитридов, силицидов или других соединений металлов, например оксинитридов, сульфидов, добавляемых в эти сплавы или образуемых в них