ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения алюминиевого композиционного материала с ультрамелкозернистой структурой

Классы МПК:C22C1/04 порошковой металлургией
B32B15/01 содержащие слои, состоящие только из металла
B23K20/02 на прессах
B21J5/06 для выполнения особых операций 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-07-29
публикация патента:

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов для получения заготовок и полуфабрикатов и может быть использовано в авиационной и космической технике для изготовления деталей с повышенными эксплуатационными свойствами. Способ включает получение заготовки путем набора пакета из пластин алюминиевого сплава и промежуточных слоев композиционной составляющей, нагрев пакета и приложение к нему сжимающего усилия для обеспечения диффузионной сварки, после чего полученную заготовку подвергают дальнейшей обработке путем интенсивной пластической деформации всесторонней ковкой с последовательной сменой направления деформирования по трем осям координат заготовки со ступенчатым снижением температуры деформирования до достижения в объеме заготовки степени накопленной деформации не менее 3. Изобретение позволяет получить алюминиевый композиционный материал с ультрамелкозернистой структурой, обладающий повышенными эксплуатационными характеристиками. 1 пр.

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов для получения заготовок и полуфабрикатов и может быть использовано в авиационной и космической технике для изготовления деталей с повышенными эксплуатационными свойствами.

Известен способ изготовления композиционных материалов методами порошковой металлургии (И.Н. Фридляндер «Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы», Москва: «Металлургия», 1979, с.184), заключающийся в получении смеси порошков металла и композиционной составляющей в заданной пропорции, компактировании заготовки, ее спекании и дальнейшей обработке пластической деформацией при повышенной температуре. Недостатком этого способа является невозможность получения компакта без пор, что существенно снижает эксплуатационные характеристики изделий. Кроме того, наличие на поверхности частичек порошка окислов требует проведения работ в специальной атмосфере, что существенно повышает сложность и стоимость работ.

Известен способ получения слоистого композиционного материала (патент РФ № 2477203, МПК В23К 20/22, опубл. 10.03.2013 г.), заключающийся в наборе пакета пластин из основного материала и промежуточных слоев из композитной составляющей и приложения к пакету нагрузки при повышенной температуре для обеспечения диффузионной сварки пакета. Недостатком этого способа является пониженная прочность заготовки по границам сварки и разнородность свойств по осям заготовки, что существенно снижает эксплуатационные характеристики деталей из такого материала.

Описанный способ принят за прототип.

Задачей изобретения является получение алюминиевого композиционного материала с ультрамелкозернистой структурой, обладающего повышенными характеристиками прочности, износостойкости при сохранении высоких тепло- и электропроводности.

Поставленная задача решается способом получения алюминиевого композиционного материала, заключающимся в получении заготовки путем набора пакета из пластин алюминиевого сплава и промежуточных слоев композиционной составляющей, нагреве пакета и приложении к нему сжимающего усилия для обеспечения диффузионной сварки, в котором, в отличие от прототипа, полученную заготовку подвергают дальнейшей обработке путем интенсивной пластической деформации всесторонней ковкой с последовательной сменой направления деформирования по трем осям координат заготовки со ступенчатым снижением температуры деформирования и достижением в объеме заготовки степени накопленной деформации не менее 3.

Указанный технический результат достигается благодаря равномерному распределению композиционной составляющей по объему материала и измельчению зерна до ультрамелкозернистой структуры за счет интенсивной пластической деформации всесторонней ковкой.

Пример реализации предлагаемого способа.

Из пластин алюминиевого сплава АД31 толщиной 0,3 мм и размером 43×65 мм с напыленным с двух сторон слоем нитрида титана набран пакет, который затем нагрели до 400°C и приложили к нему сжимающее усилие 100 т, обеспечив этим диффузионную сварку пластин пакета. Далее полученный пакет, нагретый до 400°C, подвергли интенсивной пластической деформации всесторонней ковкой, меняя последовательно направление деформирования по трем осям координат заготовки со ступенчатым снижением температуры до 185°C и достижением степени накопленной деформации е=13. За счет этой обработки происходит деформация простого сдвига, в результате которой достигается равномерное распределение композитной составляющей по объему заготовки измельчение зерен полученного материала до ультрамелкозернистой структуры. Таким образом, получен плотный алюминиевый композиционный материал с ультрамелкозернистой структурой, обладающий высокими эксплуатационными свойствами - прочностью, твердостью, износостойкостью при хороших показателях тепло- и электропроводности.

По результатам исследований образцов из полученного материала микротвердость составила 1316±52 МПа, а электропроводность - 31,9±0,35 МСм/м, что превышает аналогичные показатели алюминиевого сплава АД31: микротвердость 800±15 МПа, а электропроводность 31,4±0,2 МСм/м.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить алюминиевый композиционный материал с ультрамелкозернистой структурой, обладающий повышенными эксплуатационными характеристиками.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения алюминиевого композиционного материала, включающий получение заготовки путем набора пакета из пластин алюминиевого сплава и промежуточных слоев композиционной составляющей, нагрев пакета и приложение к нему сжимающего усилия для обеспечения диффузионной сварки, отличающийся тем, что полученную заготовку подвергают дальнейшей обработке путем интенсивной пластической деформации всесторонней ковкой с последовательной сменой направления деформирования по трем осям координат заготовки со ступенчатым снижением температуры деформирования до достижения в объеме заготовки степени накопленной деформации не менее 3.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2529609

patent-2529609.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C22C1/04 порошковой металлургией

Патенты РФ в классе C22C1/04:
способ приготовления твердосплавной шихты с упрочняющими частицами наноразмера -  патент 2525192 (10.08.2014)
порошковый износо- корозионно-стойкий материал на основе железа -  патент 2523648 (20.07.2014)
способ получения многослойного композита на основе ниобия и алюминия с использованием комбинированной механической обработки -  патент 2521945 (10.07.2014)
жаропрочный порошковый сплав на основе никеля, стойкий к сульфидной коррозии и изделие, изготовленное из него -  патент 2516681 (20.05.2014)
способ испытания на сульфидную коррозию жаропрочных порошковых никелевых сплавов -  патент 2516271 (20.05.2014)
способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов -  патент 2516267 (20.05.2014)
способ изготовления порошкового композита сu-cd/nb для электроконтактного применения -  патент 2516236 (20.05.2014)
способ получения порошков сплавов на основе титана, циркония и гафния, легированных элементами ni, cu, ta, w, re, os и ir -  патент 2507034 (20.02.2014)
способы производства нефтепромысловых разлагаемых сплавов и соответствующих продуктов -  патент 2501873 (20.12.2013)
способ получения композиционного материала из металлических порошков с заданным физико-механическим свойством -  патент 2499066 (20.11.2013)

Класс B32B15/01 содержащие слои, состоящие только из металла

Патенты РФ в классе B32B15/01:
способ получения композиционного материала -  патент 2522505 (20.07.2014)
способ получения слоистого композита системы сталь-алюминий -  патент 2501630 (20.12.2013)
способ изготовления штампованных деталей с покрытием и детали, полученные таким способом -  патент 2490133 (20.08.2013)
двухслойный стальной прокат -  патент 2487959 (20.07.2013)
медно-оловянный сплав, композитный материал и их применение -  патент 2482204 (20.05.2013)
жаропрочный материал на основе ниобия и способы его получения -  патент 2469119 (10.12.2012)
способ получения композиционного материала титан-сталь -  патент 2463141 (10.10.2012)
способ получения композиционного материала титан-алюминий -  патент 2463140 (10.10.2012)
способ получения композиционного материала титан-сталь -  патент 2463139 (10.10.2012)
способ производства биметаллического проката драгоценных металлов -  патент 2460616 (10.09.2012)

Класс B23K20/02 на прессах

Патенты РФ в классе B23K20/02:
способ производства теплообменной биметаллической ребристой трубы -  патент 2450880 (20.05.2012)
способ сварки рельсов давлением с подогревом -  патент 2423211 (10.07.2011)
способ малодеформирующей диффузионной сварки элементов из спеченной неоксидной керамики и деталь из неоксидной керамики с бесшовным соединением -  патент 2353486 (27.04.2009)
способ изготовления многослойных стальных изделий (варианты) -  патент 2351476 (10.04.2009)
способ изготовления биометаллических изделий -  патент 2336152 (20.10.2008)
установка для калибровки сборных заготовок биметаллических изделий -  патент 2319588 (20.03.2008)
способ сварки давлением с подогревом -  патент 2308363 (20.10.2007)
устройство для холодной сварки давлением -  патент 2305617 (10.09.2007)
способ изготовления многослойных нержавеющих металлических изделий -  патент 2288101 (27.11.2006)
способ изготовления многослойных полых металлических изделий -  патент 2286869 (10.11.2006)

Класс B21J5/06 для выполнения особых операций 

Патенты РФ в классе B21J5/06:
способ комбинированной интенсивной пластической деформации заготовок -  патент 2529604 (27.09.2014)
способ обработки металлов и сплавов (варианты) и устройство для его осуществления -  патент 2528296 (10.09.2014)
способ равноканального углового прессования металла с применением во время деформации электропластического эффекта и ультразвука -  патент 2525966 (20.08.2014)
способ углового прессования -  патент 2519697 (20.06.2014)
штамп для углового прессования -  патент 2509621 (20.03.2014)
способ обработки заготовки деформированием с обеспечением комбинированной интенсивной пластической деформации и устройство для его осуществления -  патент 2506139 (10.02.2014)
способ получения ультрамелкозернистых структур прокаткой -  патент 2487960 (20.07.2013)
линия штамповки изделий из цилиндрических реозаготовок -  патент 2481171 (10.05.2013)
способ сферодинамической обработки инструмента для сферодвижной штамповки -  патент 2475328 (20.02.2013)
способ равноканального углового прессования заготовки -  патент 2475319 (20.02.2013)


Наверх