способ получения композиционных материалов сталь-алюминий

Формула изобретения

Способ получения композиционных материалов цилиндрической формы сталь-алюминий, при котором сталь, предварительно покрытую флюсом, содержащим: KF 55% (мол.) и AlF₃ 45% (мол.), пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева выше линии ликвидус алюминиевого сплава на 50-100°C, отличающийся тем, что на стальном цилиндрическом изделии перед пропиткой нарезают резьбу с шагом 0,3 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству композиционных материалов цилиндрической формы сталь-алюминий. Известен способ получения композиционных материалов сталь-алюминий (RU 2437770 С1 от 27.12.11. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ СТАЛЬ-АЛЮМИНИЙ) при котором предварительно собирается пакет из стальных листов и пропитывается алюминиевым расплавом. При этом пакеты из стальных листов предварительно покрываются флюсом, содержащим KF 55% (мол.) и АlF₃ 45% (мол.), что повышает качество и прочность сцепления слоев композита. Однако данный способ отличается повышенной трудоемкостью и низкой производительностью.

Техническим результат изобретения является упрощение технологии формирования композиционных материалов сталь-алюминий и повышение производительности процесса. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что сталь цилиндрической формы, предварительно покрытую флюсом, содержащим: КF 55% (мол.) и АlF₃ 45% (мол.), пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева выше линии ликвидус алюминиевого сплава на 50-100°C. В отличие от прототипа на стальном цилиндрическом изделии перед пропиткой нарезают резьбу с шагом 0,3 мм.

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет упростить технологию формирования композиционных материалов сталь-алюминий и повысить производительности процесса.

Способ заключается в том, что стальное цилиндрическое изделие с резьбой с шагом 0,3 мм предварительно покрывают флюсом, содержащим KF 55% (мол.) и АlF₃ 45% (мол.), а затем пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева на 50-100°C выше линии ликвидус алюминиевого сплава.

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

Применение флюса, содержащего KF 55% (мол.) и АlF₃ 45% (мол.), обеспечивает смачивание стали алюминием и формирование качественной адгезионной связи между алюминием и сталью, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала.

Наличие резьбы обеспечивает формирования композиционного слоя на поверхности цилиндрического стального изделия толщиной не менее глубины резьбы, а шаг резьбы обеспечивает ее капиллярное заполнение при пропитке.

Примером применения предлагаемого способа является изготовление стального цилиндрического изделия с композиционным слоем сталь-алюминий. На стальном цилиндрическом изделии нарезается резьба с шагом 0,3 мм, а затем изделие опускают в водный раствор флюса, содержащего KF 55% (мол.) и АlF₃ 45% (мол.), извлекают и просушивают до полного удаления влаги. Затем изделие погружают в алюминиевую ванну из сплава А7 с температурой 750°C. Выдерживают в алюминиевой ванне 3-4 с и извлекают.

Это обеспечивает качественное формирование поверхностного композиционного слоя сталь-алюминий. При этом упрощается технология формирования композиционного материалов сталь-алюминий и повышение производительности процесса.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.