BRPI0609329A2 - método aperfeicoado para preparar compósito de matriz de metal e dispositivo para implementar o referido método - Google Patents

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Abstract

MéTODO APERFEIcOADO PARA PREPARAR COMPOSITO DE MATRIZ DE METAL E DISPOSITIVO PARA IMPLEMENTAR O REFERIDO MéTODO. A invencao se refere principalmente a um método de preparacao de compositos de matriz metálica que compreende pelo menos as etapas de compactacao isostática a frio antes da mistura dos pos (5), e prensagem uniaxial a quente do compacto (12) obtido da etapa precedente. O método da invencóo permite obter compositos de matriz metálica com propriedades melhoradas. A invencao se refere também a um dispositivo para implementar, particularmente, a etapa de compactacao isostática que compreende uma bainha de látex (1) na qual a mistura de pos (5) é vertida, um cont²iner cilíndrico perfurado (2) no qual a bainha de látex (1) é disposta, e meios de isolamento hermético (7, 10, 11) da mistura de pos (5) contída na bainha (1).

Description

MÉTODO APERFEIÇOADO PARA PREPARAR COMPÓSITOS DE MATRIZDE METAL E DISPOSITIVO PARA IMPLEMENTAR O REFERIDO MÉTODO.
A presente invenção se refere a um processo depreparação de compósitos de matriz metálica (CMM), eadicionalmente a um dispositivo que permite a implementaçãodo referido método.
Os CMMM podem conter misturas de alumínio reforçadaspor partículas tal como, por exemplo, partículas decarboneto de silício, carboneto de boro, alumina, ouqualquer outro material cerâmico.
Os CMM são principalmente usados na fabricação depeças metálicas no campo da aeronáutica, tais como peças derotor para helicópteros.
A estampagem das peças de CMM é efetuada a partir debiletes muito pesados que são obtidas por compactação antesda mistura dos pós.
Em certos métodos conhecidos, a etapa principal decompactação é realizada por prensagem uniáxial que conduz àformação de estratos nos biletes, o que é desvantajoso paraas propriedades mecânicas das peças metálicas obtidas apartir destes biletes.
Desta forma, é necessário que cada bilete apresenteuma divisão mais homogênea possível dos elementos que oconstituem, e notoriamente das partículas reforçadas, paraque as peças fabricadas a partir destes biletes apresentemas propriedades mecânicas requeridas.Assim, a simplicidade de um método de fabricação deCMM é necessária para reduzir os custos de produção do CMM.
0 método da invenção permite atenuar os inconvenientessupracitados e compreende pelo menos uma das etapas de:(a) compactação isostática a frio antes da mistura dospós 5, e
(b) prensagem uniaxial a quente do compacto (12)obtido na etapa (a).
Estas duas etapas permitem realizar um custo menor aoCMM com propriedades mecânicas melhoradas. Vantajosamente,as misturas de pós a seco num misturador adequado sujeito aum gás sob pressão que compreende um gás neutro e oxigênio.
A mistura de pós a seco apresenta ainda a vantagem deser mais econômica do que um método de mistura úmida e apresença de um gás neutro permitem evitar os riscos deexplosão presentes durante a mistura a seco. De preferência,a pressão no misturador é compreendida entre 15 e 25 Bars, ogás neutro é azoto e a taxa de oxigênio é controlada ecompreendida entre 5 e 10%. O controle da taxa de oxigêniopermite evitar ainda mais os riscos de explosão. Maispreferencialmente, a pressão no misturador é de 20 Bars e ataxa de oxigênio é de 6%.
Preferivelmente, a mistura de pós 5 compreende umamistura de alumínio reforçada por partículas como, porexemplo, carboneto de silício, carboneto de boro, alumina,ou qualquer outro material cerâmico. Mais preferencialmente,a mistura de pós 5 compreende 94,7% de massa de alumínio, 4%de massa de cobre, 1,3% de massa de magnésio e 15% em volumede carboneto de silício.
Além disso, a mistura de pós 5 é feita bruscamente emuma operação de apiloamento sobre mesa vibrante antes daetapa (a) de compactação isostática.
Também antes da etapa (a) de compactação isostática, ogás contido na mistura de pós-compactados 5 pode serevacuado por bomba para se obter um compacto sólido 12.
No momento da etapa de compactação, o fluido decompactação 15 compreende vantajosamente água e aditivoslubrificantes.
De preferência, a pressão do fluido de compactação écompreendida entre 1500 e 4000 Bars e mais preferencialmentea pressão é de 2000 Bars.
Pode-se igualmente prever que o compacto obtido daetapa (a) sofra uma operação de desgaseificação a umatemperatura compreendida entre 100 e 450°C, preferivelmente440 ° C.
Preferivelmente, a etapa (b) de prensagem uniaxial acalor é realizada a uma temperatura compreendida entre 400 e600°C, preferivelmente, a uma temperatura de 450°C, e temuma pressão aplicada compreendida entre 1000 e 3000 Bars,preferivelmente 1800 Bars.
Vantajosamente, o bilete 22 obtido na etapa (b) éextrudado a quente. Muito vantajosamente, os compósitos têmmatrizes de alumínio reforçados por partículas de carbonetode silício ou quaisquer partículas de cerâmica, tais comocarboneto de boro ou alumina.
A invenção se refere ainda ao bilete 22 obtido pelométodo descrito previamente.
A invenção também se refere a um dispositivo pararealizar a etapa (a) do método, descrito previamente, quecompreende:
- uma bainha de látex 1 na qual a mistura de pós 5 évertida,
- um contêiner cilíndrico perfurado 2 no qual a bainhade látex 1 é disposta, e
- meios de isolamento hermético 7, 10, 11 da misturade pós 5 contida na bainha 1,
onde a bainha 1, o contêiner vazado 2 e os meios deisolação herméticos 7, 10, 11 formam um dispositivo para acompactação isostática 14 que está apta a ser colocada nolíquido de compactação 15 da prensa isostática para sersubmetido a etapa (a) de compactação isostática.
Vantajosamente, os meios de isolamento hermético 7,10, 11 compreendem pelo menos uma rolha 7 num materialelasticamente deformável fixado à força na bainha 1.
Muito vantajosamente, os meios de isolamento hermético7, 10, 11 compreendem uma borda superior 10 da bainha 1 quese dobra na direção ao fundo da bainha 1, formando umrebordo anular 11 elasticamente apoiado contra a faceexterna 13a da parede lateral 13 do contêiner vazado 2.
Preferivelmente, a bainha Ieo contêiner vazado 2,antes da etapa (a) de compactação isostática são dispostosde modo amovivel em um contêiner cilíndrico 3.
Neste caso, o bordo superior 10 da bainha 1 se dobraem direção ao fundo da bainha 1 e vem elasticamente em apoiocontra a face externa 12a da parede lateral 12 do contêinercilíndrico 3.
Além disso, o dispositivo da invenção pode compreendermeios 7a para retirar o vácuo da bainha 1 de modo que o gáscontido na mistura de pós 5 seja evacuado antes da etapa (a)de compactação isostática.
A invenção será melhor compreendida e outrosobjetivos, características, detalhes e vantagens delaaparecerão mais claramente na descrição que segue, feita emreferência aos desenhos anexados, fornecidos unicamente atítulo exemplificativo, ilustrando um modo de realização dainvenção e nos quais:
- a figura 1 é uma vista em perspectiva explodida dodispositivo da invenção que permite a evacuação dos gasesresiduais antes da etapa (a) de compactação isostática,
- a figura 2 é uma vista em corte de acordo com aslinhas II-II da figura 1 do dispositivo da figura 1 montado.
- a figura 3 é uma vista idêntica do dispositivo dafigura 2 sem o contêiner e disposto na prensa isostática.
- a figura 4 é uma vista do dispositivo durante aetapa de desgaseificação; e
- a figura 5 é uma vista em corte do dispositivo deprensagem uniaxial.
O exemplo de realização apresentado a seguir adapta-se, de maneira não limitativa, a preparação de compósitos dematrizes de alumínio reforçados por partículas de carbonetode silício.
Uma mistura de pós pré-combinados 5 composta de 94,7%de massa de alumínio, 4% de massa de cobre, 1,3% de massa demagnésio e 15% em volume de carboneto de silício é misturadaa seco em um triturador de rosca ou num misturador de pósconvencional.
Para evitar qualquer risco de explosão durante amistura dos pós, a atmosfera circundante compreende um gásneutro, tal como o azoto que tem uma pressão compreendidaentre 15 e 25 mBars, preferivelmente 20 mBars, bem como ooxigênio tem uma taxa compreendida entre 5 e 10%,preferivelmente 6%.
Em referência às figuras 1 e 2, a bainha de látex 1 édisposta em um contêiner vazado 2 de modo a deixar um espaçolivre entre o fundo da bainha de látex Ieo fundo docontêiner vazado 2. A bainha de látex Ieo contêiner vazado2 são colocados em um contêiner 3 que comporta umaembocadura 4 atravessada por um canal 4a que desemboca nocontêiner 3, o referido canal 4a se destina a ser conectadoà uma bomba de vácuo através de um tubo não mostrado.
Após o fechamento hermético o dispositivo por meiosadaptados não representados, retira o vácuo rapidamente eefetua ao nível da embocadura 4 de modo que a bainha delátex 1 venha a se facear contra as paredes do contêinervazado 2 definindo um volume de capacidade maior possível.Após a aplicação do vácuo pela a obturação do canal4a, a mistura de pós 5 supracitada é vertida na bainha delátex 1 e simultaneamente compactada nesta bainha 1 com aajuda de uma mesa vibrante não representada.
A fim de obter uma impermeabilidade ótima para asoperações seguintes, a parte superior 10 da bainha de látex1 é disposta de modo a exceder ao contêiner 3 e se dobrar emdireção ao fundo da bainha de látex 1 para formar um bordoanular 11 apoiada elasticamente contra a face externa 12a daparede lateral 12 do contêiner 3.
Uma rolha nitrilica aproximadamente cilíndrica 7 éfixada à força na bainha de látex 1 deixando o bordo anular11 exceder como descrito previamente.
A disposição da rolha nitrilica 7 e do bordo anular 11da bainha de látex 1 permitem obter um sistema totalmente deestanque. A rolha nitrilica 7 possui um diâmetro central 7A,esta é destinada a ser conectada à uma bomba de vácuoatravés de um tubo não representado.
A retirada do vácuo é efetuada até que a mistura depós 5 se torne um compacto sólido 12, seguidamente aaplicação do vácuo é parada pela obturação do canal 7a porum obturador 7b.
Um filtro 6, fixado sobre a face interna 9 da rolha 7e ao contatar a mistura de pós compactada 5, permite evitarque as poeiras provenientes da mistura de pós 5 passem pelosistema de aplicação de vácuo durante a retirada.
Fazendo referência à figura 3, o conjunto que forma odispositivo para a compactação isostática 14 é constituídopelo compacto 12, bainha 1, contêiner vazado 2 e a rolha 7extraída do contêiner 3, a estanquicidade é conservada pelaelasticidade da bainha de látex 1 que permite,simultaneamente, a extração deste dispositivo 14 docontêiner 3, e que o bordo anular 11 se faceie contra a faceexterna 13a da parede lateral 13 do contêiner vazado 2.
Este dispositivo 14 é mergulhado no fluido decompactação 15 de uma prensa isostática 16 que compreendeágua e aditivos lubrificantes, e assim é sujeito à operaçãode compactação isostática á frio pela aplicação de umapressão compreendida entre 1500 e 4000 Bars, preferivelmentede 2000 Bars.
O aumento da velocidade de pressão, durante estaetapa, é compreendida entre 20 e 50 Bars por minuto e otempo de permanência da pressão máxima supracitada é de pelomenos um minuto.
Desta maneira, as forças exercidas sobre o compacto 12estão sobre toda a sua superfície o que permite obter umacompactação uniforme sem formação de estratos ou outrasdescontinuidades da matéria.
O compacto 12 obtido após a operação de compactaçãoisostática apresenta uma densidade de cerca de 85°.
Após esta operação, a bainha 1 é extraída do contêinervazado 2 e a parte externa da bainha de látex 1, assim comoa rolha 7 são completamente limpas para evitar qualquercontacto entre o fluido de compactação 15 e o compacto 12.Seguidamente, a bainha Iea rolha 7 são retiradas eos resíduos do filtro 9, se for caso disso, são retiradospor lixamento ou polimento da parte superior do compacto 12.
Em referência à figura 4, o compacto 12 é entãodisposto em um contêiner tubular de alumínio 17 que comportauma parede de fundo 18.
O contêiner 17 é obturado pela soldagem de uma paredesuperior oposta de alumínio 19 que compreende um orifício noqual é soldado um tubo 21 destinado a ligar uma bomba devácuo.
A retirada do vácuo é efetuada durante cerca de 30minutos após ter controlado a impermeabilidade do contêinerde alumínio 17 e, ao mesmo tempo a bomba continua a operar,o contêiner 17 é colocado num forno a cerca de 440°C duranteaproximadamente 12 horas para sofrer uma operação dedesgaseificação.
Na seqüência desta última operação, o tubo 21 éobturado a cerca de 10 a 20 cm da parede superior 19. 0contêiner de alumínio 17 que contem o compacto 12 é emseguida colocado em uma ferramenta 23 previamente aquecida auma temperatura superior a 300°C, preferivelmente,compreendida entre 400 e 600°C, vantajosamente a 450°C,assim o compacto 12 não resfria após a etapadesgaseificação.
A temperatura supracitada é conservada durante toda aduração da operação de prensagem uniaxial a calor.
A ferramenta 23 possui um diâmetro central cilíndrico24 de diâmetro de aproximadamente igual ao diâmetro docontêiner 17 de modo que se possa inserir o contêiner 17 nodito diâmetro 24. O contêiner 17 se apóia sobre uma peça naque forma a ejetora de matriz 25, por razões explicadas aseguir, que é amovivel de forma fixa à face interna 26 dodiâmetro central 24.
Uma punção 27 vem então aplicar uma pressão,compreendida entre 1000 e 3000 Bars, preferivelmente 1800Bars, sobre o contêiner 22 na direção vertical indicada pelaseta 28 até que a punção 27 não se desloque mais, então apressão atingida é mantida durante cerca de um minuto.
A aplicação de uma pressão vertical permite que amatriz seja centrada relativamente a esta pressão.
Após a operação de prensagem uniaxial, a punção 27 éretirada e o bilete 22, constituído do compacto 12 nocontêiner de alumínio 17 após a operação de prensagemuniaxial, é ejetado da ferramenta 23 por um ejetor 29disposto do lado oposto à punção 27 por aplicação de umapressão no sentido da seta 20. A ejeção do bilete 22 pelaparte superior da ferramenta se torna possível pelo ejetorde matriz móvel 25 que desliza pelo diâmetro central 24.
Uma esfoliação mecânica é então efetuada para assimretirar a camada de alumínio do contêiner ao redor do bilete 22.
Após a operação de prensagem uniaxial, um bilete 22 dedensidade de 100% é obtido.
Este bilete 22 é extrudado a quente a uma temperaturade cerca de 4000C para lhe conferir uma melhor coesão epropriedades mecânicas ótimas.
O bilete 22 pode ser então usinado para produzir umapeça metálica de qualquer forma por forjagem, usinagem ouqualquer outra técnica conhecida.
Devido ao método realizado, as partículas de carbonetode silício são repartidas uniformemente no bilete obtido queapresenta, assim propriedades mecânicas melhoradas.
As propriedades dos compósitos de matriz metálicaassim obtidos, dependem da natureza da matriz de alumínio,da taxa de reforço das partículas e do tratamento térmicorealizado sobre o produto.
A resistência à ruptura é tipicamente superior a500MPa e o módulo de Young se situa entre 95 e 130 GPa parauma taxa de reforço que varia entre 15 e 40% em volume.
A tensão limite de fadiga a IO7 ciclos se·situa entre250 e 350 MPa, por conseqüência, as peças mecânicasproduzidas a partir do CMM elaboradas de acordo com o métodopreviamente descrito podem ter uma duração de vida 10 vezesmaior em relação as matrizes convencionais.

Claims (23)

1. Método de preparação de compósitos de matrizmetálica, CARACTERIZADO pelo fato de compreender pelo menosuma etapa de misturar a seco pós da liga de metal a base dealumínio em um misturador apropriado, submetido a um gás sobpressão que compreende um gás neutro e oxigênio.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO por adicionalmente compreender as etapas de:(a) compactação isostática a frio antes da mistura dospós (5), e(b) prensagem uniaxial a quente do compacto (12)obtido na etapa (a).
3. Método, de acordo com qualquer uma qualquer dasreivindicações 1 a 2, CARACTERIZADO pelo fato de que apressão no misturador é compreendida entre 15 e 25 mBars,onde o gás neutro é azoto e na qual a taxa de oxigênio écontrolada e compreendida entre 5 e 10%.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão no misturador é demBars e na qual a taxa de oxigênio é de 6%.
5. Método de acordo com uma qualquer uma dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que amistura de pós sofre uma operação de compactação sobre umamesa vibrante antes da etapa (a) de compactação isostática.
6. Método, de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que ogás contido na mistura de pós-compactados (5) é evacuado poruma bomba para obter um compacto sólido (12), antes da etapa(a) de compactação isostática.
7. Método, de acordo com uma qualquer uma dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que ofluido de compactação (15) compreende água e aditivoslubrificantes.
8. Método, de acordo com uma qualquer uma dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que apressão do fluido de compactação (15) é compreendida entre 1500 e 4000 Bars.
9. Método, de acordo com a reivindicação 5,CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão do fluido decompactação (15) é de 2000 Bars.
10. Método de acordo com uma qualquer uma dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que ocompacto obtido na etapa (a) sofre uma operação dedesgaseificação a uma temperatura, compreendida entre 100 e 450°C, e preferivelmente, de 440°C.
11. Método, de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que aoperação de prensagem uniaxial a quente é realizada a umatemperatura compreendida entre 400 e 600°C e na qual apressão aplicada é compreendida entre 1000 e 3000 Bars.
12. Método, de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato de que a operação de prensagemuniaxial é realizada a uma temperatura de 450°C a umapressão de 1800 Bars.
13. Método, de acordo com uma qualquer uma dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que obilete obtido na etapa (b) é extrudado a quente.
14. Método, de acordo com uma qualquer dasreivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que oscompósitos de matrizes de alumínio são reforçados porpartículas de carboneto de silício ou quaisquer partículasde cerâmica, tais como carboneto de boro ou alumina.
15. Método, de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que amistura de pós compreende cerca de 94,7% de massa dealumínio, 4% de massa de cobre, 1,3% de massa de magnésio e-15% de volume de carboneto de silício.
16. Bilete, CARACTERIZADO por ser obtido pelo métododefinido em qualquer das reivindicações de 1 a 15.
17. Peça metálica, CARACTERIZADA pelo fato de serobtida por forjagem, usinagem ou qualquer outra técnicaequivalente a partir do bilete definido na reivindicação 16.
18. Dispositivo para realizar a etapa (a) do método,de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 15,CARACTERIZADO por compreender:- uma bainha de látex (1) na qual a mistura de pós (5)é vertida,um contêiner cilíndrico perfurado (2) no qual abainha de látex (1) é disposta, e- dispositivos de isolamento hermético (7, 10, 11) damistura de pós (5) contida na bainha (1), na qual a bainha(1) , o contêiner vazado (2) e os dispositivos de isolamentoherméticos (7, 10, 11) formam um dispositivo para acompactação isostática (14) que está apto para ser colocadono fluido de compactação (15) da prensa isostática parasofrer a etapa (a) de compactação isostática.
19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato de que os dispositivos de isolamentohermético (7, 10, 11) compreendem pelo menos uma rolha (7)de um material elasticamente deformável fixado à força nabainha (1).
20. Dispositivo de acordo com uma qualquer dasreivindicações 18 ou 19, CARACTERIZADO pelo fato de que osdispositivos de isolamento hermético (7, 10, 11) compreendemuma borda superior (10) da bainha (1) que se dobra emdireção ao fundo da bainha (1) formando um rebordo anular(11) elasticamente apoiado contra a face externa (13a) daparede lateral (13) do contêiner vazado (2).
21. Dispositivo, de acordo com uma qualquer dasreivindicações 18 a 20, CARACTERIZADO pelo fato de que abainha (1) e o contêiner vazado (2), antes da etapa (a) decompactação isostática, são dispostos de modo amovivel em umcontêiner cilíndrico (3).
22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 21,CARACTERIZADO pelo fato de que o bordo superior (10) dabainha (1) se dobra em direção ao fundo da bainha (1) e seapóia elasticamente contra a face externa (12a) da paredelateral (12) do contêiner cilíndrico (3).
23. Dispositivo, de acordo com uma qualquer dasreivindicações 21 e 22, CARACTERIZADO pelo fato de que osdispositivos (7a) retira o vácuo da bainha (1) de modo que ogás contido na mistura de pós (5) seja evacuado antes daetapa (a) de compactação isostática.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309252A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Century, Inc. Method of controlling evaporation of a fluid in an article
US7793703B2 (en) 2008-06-17 2010-09-14 Century Inc. Method of manufacturing a metal matrix composite
US8303289B2 (en) * 2009-08-24 2012-11-06 General Electric Company Device and method for hot isostatic pressing container
KR101197581B1 (ko) 2009-12-09 2012-11-06 연세대학교 산학협력단 금속기지 복합재 및 그 제조 방법
US9283734B2 (en) 2010-05-28 2016-03-15 Gunite Corporation Manufacturing apparatus and method of forming a preform
JP5772731B2 (ja) * 2012-06-08 2015-09-02 株式会社豊田中央研究所 アルミニウム合金粉末成形方法およびアルミニウム合金部材
CN103056360B (zh) * 2012-12-29 2015-09-09 东北大学 高性能金属粉末成形方法
FR3020291B1 (fr) * 2014-04-29 2017-04-21 Saint Jean Ind Procede de fabrication de pieces metalliques ou en composite a matrice metallique issues de fabrication additive suivie d'une operation de forgeage desdites pieces
CN106687236B (zh) * 2014-09-19 2019-05-14 Ntn株式会社 滑动部件及其制造方法
WO2017209720A2 (en) 2016-06-01 2017-12-07 Dokuz Eylul Universitesi Rektorlugu Composite production method with continuous squeeze cast metal matrix
US11253915B2 (en) * 2016-08-25 2022-02-22 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vibrational densification of powder supply in additive manufacturing
CN108638564B (zh) * 2018-05-24 2019-08-09 清华大学 一种压制球形燃料元件生坯的装置及方法
CN111438362A (zh) * 2020-05-18 2020-07-24 湖南金马铝业有限责任公司 一种热挤压包套及使用包套生产预成型件的方法
CN117733143B (zh) * 2024-02-08 2024-04-19 合肥工业大学 一种B4C增强6082Al复合材料一体化制备工艺

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3776704A (en) * 1968-03-01 1973-12-04 Int Nickel Co Dispersion-strengthened superalloys
BE785949A (fr) * 1971-07-06 1973-01-08 Int Nickel Ltd Poudres metalliques composees et leur production
US4000235A (en) * 1975-05-13 1976-12-28 National Forge Company Method for molding particulate material into rods
US4104061A (en) * 1976-10-21 1978-08-01 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Powder metallurgy
US4138346A (en) * 1976-12-06 1979-02-06 Basf Wyandotte Corporation Water-based hydraulic fluid
US4115107A (en) * 1976-12-14 1978-09-19 Aluminum Company Of America Method of producing metal flake
US4435213A (en) * 1982-09-13 1984-03-06 Aluminum Company Of America Method for producing aluminum powder alloy products having improved strength properties
US4557893A (en) * 1983-06-24 1985-12-10 Inco Selective Surfaces, Inc. Process for producing composite material by milling the metal to 50% saturation hardness then co-milling with the hard phase
US4623388A (en) * 1983-06-24 1986-11-18 Inco Alloys International, Inc. Process for producing composite material
US4615735A (en) * 1984-09-18 1986-10-07 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Isostatic compression technique for powder metallurgy
JPS63270401A (ja) * 1987-04-28 1988-11-08 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Ａｌ系粉末の円柱状圧縮体の製造法
JPH0551665A (ja) * 1991-08-20 1993-03-02 Hidekazu Toyama 酸化物添加による分散強化型アルミニウム合金の製造方法
US5561829A (en) * 1993-07-22 1996-10-01 Aluminum Company Of America Method of producing structural metal matrix composite products from a blend of powders
JP2000514501A (ja) * 1996-07-01 2000-10-31 アリン・コーポレーション 金属クラッディングを含む又は含まないセラミック―金属マトリックス複合体から形成される磁気ディスク基板
RU2191659C2 (ru) * 2000-06-13 2002-10-27 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" Способ получения сферических алюминиево-магниевых порошков
WO2003103879A1 (en) * 2002-06-10 2003-12-18 Dwa Technologies, Inc. Method for producing metal matrix composites

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