способ получения слоистых композиционных материалов сталь-алюминий

Формула изобретения

Способ получения слоистых композиционных материалов сталь-алюминий, при котором стальные листы собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева выше линии ликвидус алюминиевого сплава на 50-100°С, отличающийся тем, что стальные листы предварительно покрываются водным раствором флюса, содержащим: KF 55 мол.% и AlF₃ 45 мол.%, а затем удаляют влагу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий.

Известен способ получения слоистых композиционных материалов (Пат. 2255849 Российская Федерация, МПК В23К 20/08, В32В 15/01. Способ получения композиционного материала алюминий-титан. / Трыков Ю.П., Писарев С.П., Гуревич Л.М., Шморгун В.Г., Жоров А.Н., Абраменко С.А., Крашенинников С.В.), согласно которому предварительно собранный пакет сваривают сваркой взрывом, а затем отжигают и подвергают прокатке. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость процесса изготовления слоистых композиционных материалов и высокая стоимость изделий.

Известен также способ получения слоистых композиционных материалов (Рябов В.Р. Применение биметаллических и армированных сталеалюминиевых соединений. - М.: Металлургия, 1975. 287 с.), который принят за прототип. По этому способу предварительно собирается пакет из стальных листов и пропитывается алюминиевым расплавом. Этот способ отличается невысой трудоемкостью и низкой стоимостью получаемых изделий. Однако плохие условия смачивания стали алюминием не обеспечивают сплошной адгезионной связи по границе их контакта, что снижает прочность сцепления слоев и качество слоистого композиционного материала.

Техническим результат изобретения - повышение прочности сцепления алюминия и стали в слоистых композиционных материалах сталь-алюминий и повышения их качества.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, стальные листы собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева выше линии ликвидус алюминиевого сплава на 50-100°С. В отличии от прототипа стальные листы предварительно покрываются водным раствором флюса, содержащего KF 55 мол.% и AlF₃ 45 мол.%, а затем удаляют влагу.

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет повысить смачивание стали алюминием и обеспечивает формирования качественной адгезионной связи между алюминием и сталью, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала по сравнению с прототипом.

Способ заключается в том, что стальные листы предварительно покрываются водным раствором содержащего KF 55 мол.% и AlF ₃ 45 мол.%, и удаляют влагу с поверхности листов. Затем листы собирают в пакеты и пропитывают алюминием в ванне с алюминиевым расплавом. При этом температура расплава выше температуры ликвидус сплава на 50-100°С.

Нижний уровень температуры расплава выбирается из условия обеспечения высокой жидкотекучести алюминиевого расплава. Перегрев алюминия выше 100°С над линией ликвидус способствует формированию при пропитке сплошного переходного интерметаллидного слоя значительной ширины с низкой прочностью.

Применение флюса, содержащего KF 55 мол.% и AlF₃ 45 мол.% обеспечивает смачивание стали алюминием и формирования качественной адгезионной связи между алюминием и сталью, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала.

Примером применения предлагаемого способа является изготовление слоистого композиционного материала сталь - алюминий. Стальные листы толщиной 1,2 мм опускают в водный раствор флюса содержащего KF 55 мол.% и AlF₃ 45 мол.%, извлекают и просушивают до полного удаления влаги. Затем стальные листы собирают в пакеты с зазором 0,5 мм и опускают в алюминиевую ванну из сплава АД1 с температурой 740°С. Выдерживают в алюминиевой ванне 3-4 с и извлекают.

Это обеспечивает смачивание стали алюминием, что повышает прочность сцепления слоев композита и повышает его качество. Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.