CZ238191A3 - Process for producing articles from two kinds of material by casting - Google Patents

Process for producing articles from two kinds of material by casting Download PDF

Info

Publication number
CZ238191A3
CZ238191A3 CS912381A CS238191A CZ238191A3 CZ 238191 A3 CZ238191 A3 CZ 238191A3 CS 912381 A CS912381 A CS 912381A CS 238191 A CS238191 A CS 238191A CZ 238191 A3 CZ238191 A3 CZ 238191A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
liner
film
aluminum
matrix
metal
Prior art date
Application number
CS912381A
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Jarry
Original Assignee
Pechiney Recherche
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pechiney Recherche filed Critical Pechiney Recherche
Publication of CZ238191A3 publication Critical patent/CZ238191A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C47/00Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0081Casting in, on, or around objects which form part of the product pretreatment of the insert, e.g. for enhancing the bonding between insert and surrounding cast metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby dvoumateriálových předmětů odléváním.
Zejména pak se vynález týká předmětů vytvořených vložkou ze slitiny hliníku, vloženou do matrice sestávající z jiné slitiny hliníku.
Této zvláštní struktury se užívá například pro vytvoření automobilových dílců, jako hlav motorů, zakúčelem místního pozměnění jejich vlastností a pro zavedení kanálů do leteckých dílců vytvořených odléváním.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že takové dílce jsou při jejich používání vystaveny zvláštním namáháním, zejména tepelným, a že pro vyloučení určitých nepříjemných vlivů na jejich chování se obvykle do těchto dílců zavádějí vložky, jejichž vlastnosti lépe vyhovují těmto namáháním než základní materiál.
Bylo však zjištěno, že vytváření těchto dvoumateriálových dílců vede k problémům, zejména pokud jde o vazbu mezi vložkou a matricí.
Jednak totiž není přilnavost mezi složkami, dílce tvořícími, ždy vhodná, z čehož vyplývají nedostatečné mechanické nebo fyzikální vlastnosti, jako například tepelná vodivost, jednak pak vzhledem k tomu, že odlévání se provádí tak, že se forma, do které byla umístěna vložka, naplní roztaveným kovem, nastává v případě, kdy kov, tvořící vložku, má teplotu tání nižší nebo podobnou jako litý kov, deformace vložky, což je nepříznivé pro přesné umístění této vložky.
Podstata vynálezu
U vědomí výhod, které poskytují dvoumateriálové dílce, a problémů spojených s jejich výrobou, hledali a nalezli jsme řešení, které vedlo k přihlášenému vynálezu.
Předmětem vynálezu je způsob výroby dvoumateriálových dílců, tvořených vložkou ze slitiny hliníku, vloženou do matrice z jiné slitiny hliníku, a to odléváním, který se vYznačuje tím, že se odstraní přirozená vrstva oxidu hliníku na povrchu vložky, pak se ihned nato vložka povleče filmem, nepropustným pro plyn a sestávajícím z kovu, který má volnou energii pro tvoření oxidur vyšší než -500 kO/mol kyslíku mezi teplotou okolí a 1000 K, má teplotu tání vyšší než je teplota tání vložky a matrice, je rozpustný v kapalném hliníku a tvoří s hliníkem eutektikum, povlečená vložka se umístí do formy, která se naplní slitinou matrice v roztaveném stavu a při teplotě, kdy se alespoň 30 % vložky na povrchu opět roztaví.
První znak vynálezu záleží tedy v tom, že se odstraní přirozená vrstva oxidu hlinitého, nevyhnutelně přítomná na povrchu slitiny, tvořící vložku. Toho lze dosáhnout mařením kyselinou nebo zásadou. Tento děj umožní odstranit hlavní překážku, bránící vytvoření metalurgické vazby mezi složkami dílce, a má být proveden bezprostředně před dějem následující aby se zabránilo vytvoření nové vrstvy>oxidu hlinitého.
Druhým znakem vynálezu je povlečení vložky filmem pro plyn nepropustným, aby se zabránilo její oxidaci v průběhu času.
Tento film je z kovu, mající pro vytvcření oxidu volnou energii vyšší než -500 kD/mol kyslíku při teplotě mezi teplotou okolí a 1000 K, takže je dostatečně odolný vůči oxidaci.
Tento kov má být rozpustný v hliníku, pro umožnění vytvo ření metalurgické spojitosti mezi vložkou a matricí v okamžiku odlévání. Má mít rovněž teplotu tání vyšší, než jsou tep3 loty tání vložky a matrice, takže až do okamžiku jeho rozpuštění je zajištěna jeho funkce chránit vložku před oxidací.
Třetí znak vynálezu záleží v tom, že se povlečená vložka umístí do formy, která se naplní kovem matrice v roztaveném stavu při takové teplotě,· že tepelná bilnace odlévacího děje vede k opětnému povrchovému roztavení vložky alespoň na 30 % povrchu.
Kombinace těchto znaků vede nakonec ke hledané metalurgické spojitosti a umožňuje dosáhnout míry vazby mezi 90 % a 100 %.
Jestliže však za těchot okolností má kov tvořící vložku teplotu nižší než odlévaný kov nebo blízkou této teplotě, nelze zabránit deformaci vložky, což je nepříznivé pro její přesné umístění. V tomto případě se rovněž podle vynálezu použije vložky, obsahující dispersi žáruvzdorných-látek.
Úkolem těchto žáruvzdorných látek je vytvoří jakousi kostru, která zachovává neporušenost tvaru vložky při odlévání matrice. I když se tato vložka částečně znovu roztaví, umožní kostra, tvořená ze žáruvzdorného materiálu, tedy neroztavitelná za podmínek lití, aby si vložka podržela svůj původní tvar. Kromě lze výhodně využít zlepšení mechanických vlastností a rozměrové stálosti vyvolaných přítomností kostry ve slitině hliníku, kteréžto výhody jsou v literatuře hojné popisovány.
Tato kostra může být tvořena jakýmkoliv žáruvzdorným keramickým materiálem, at již má tvar vláken nebo částic, obvykle používaným ve spojení se slitinami hliníku á zejména s oxidem hlinitým. Má s výhodou geometrii analogickou geometrii vložky, takže tvoří předběžnou formu.
Co do objemu představuje podél mezi 5 a 60 % vůči slitině tvořící vložku; nižší poměr by znesnadnil provedení předběžné formy, kdežto vyšší poměr představuje hranici kompaktnosti vláken při klasickém postupu výroby předběžné formy.
Přesto však se nejlepších výsledků dosáhne, když objemový podíl je mezi 10 % a 40 %.
Dvojice slitin, používané podle vynálezu, jsou takové, že při teplotě odpovídající částečnému opětnému roztavení až 30 % vložky, je slitina matrice samotná ještě úplně tekutá. S výhodou se pro vložku užije slitin série 200 podle norem instituce 1 Aluminium Association a pro matrici série 300 a 6000 podle stejných norem. Lze například uvést pro vložku slitinu 204,2 nazývanou jindy A-U5GT (slitina hliníku, obsahující hmotnostně především: 4,2 - 4,9 % mědi, 0,20 až 0,35r % hořčíku, 0,15 - 0,25 % titanu) a pro matrici buň slitinu B380, také nazývanou podle francouzské normy AFNOR: A-S9U3 9slitina hliníku obsahující asi 9 % křemíku, asi 3 % mědi), nebo slitiny A356 a A357 odpovídající slitinám A-S76 podle normy AFNOR (slitiny hliníku, obsahující hmotnostně asi 7 % křemíku, asi 0,3 % nebo 0,7 % hořčíku) nebo také slitina 6061.
Odlévání se provádí obvykle do pískové formy nebo kovové formy tíhou, pod tlakem nebo také technikou vytavitelného modelu.
Kovy, které se nejlépe hodí pro utvoření filmu, jsou s výhodou nikl, kobalt, stříbro nebo zlato.
Za účelem dostatečného těsnění má film s výhodou tloušfku mezi 0,5 a 5/um. Avšak nejlepších výsledků se dosáhne v tloušíkovém rozmezí mezi 1 a 2/um. Nad 5/um je tloušíka příliš velká a příliš zpomaluje rozpouštění filmu v matrici.
Pokud jde o nikl, bylo zjištěno, Že nejlepší možnost získání správného povlaku záleží v chemickém způsobu ukládání, před kterým bylo vždy provedeno odstranění tuku a moření vrstvy oxidu.
Za těchto okolností se povlak dobře chová vůči korozi; má dobrou krycí schopnost, která umožňuje docílit pravidelné nanesení, aí je tvar zpracovávaného dílce jakýkoliv; jeho přilnavostke kovovým podkladům je dobrá a může ještě být zlepšena tepelným zpracováním. Kromě toho lne dokonale k vláknům, které se povrchově dotýkají.
Vynález je zároveň na připojených obrázcích 1 a 2, které představují mikrofotografie dílců získaných jednak podle dřívějších postupů a jednak podle vynálezu. Tyto dílce jsou zhotoveny jednak z vložky ze slitiny A204.2 (A-U5GT), vyztužené ze 20 obj. % vlákny z oxidu hlinitého (značka SAFFIL), majícími délku několika desítek mikronů a jednak z matrice ze slitiny B380 (A-S9U3). Vložka dílce podle obr. 2 byla povlečena filmem niklu o tloušice 2/um před litím matrice.
Na mikrofotografii na obr. 1 lze zjistit mezi vložkou a matricí nespojitost představovanou zakřivenou čarou 1_, kdežto na mikrofotografii v obr. 2 je vazba mezi vložkou a matricí dokonalá.
Průmyslová využitelnost
Vynález je aplikovatelný zejména při výrobě můstků mezi hlavami válců nových generací turbodieselových motorů a při výrobě vedení komplexních tvarů v litých dílcích pro letectví.

Claims (16)

1. Způsob výroby p/edfn&lw z& dvy/ho tndcríaťly/ vytvořených vložkou ze slitiny hliníku, vloženou do matrice, sestávající z jiné slitiny hliníku, a to odléváním, vyznačující se tím, že se odstraní přirozená vrstva oxidu hlinitého na povrchu vložky, pak se ihned nato vložka povleče filmem, nepropustným pro plyn a sestávajícím z kovu, který má volnou energii pro tvoření oxidu, vyšší než -500 kO/mol mezi teplotou okolí a 1000 K, má teplotu tání vyšší než je teplota tání vložky a matrice, je rozpustný v tekutém hliníku a tvoří s hliníkem eutektickou směs, povlečená vložka se umístí do formy, která se naplní slitinou matrice v roztaveném stavu, a při teplotě, kdy se alespoň 30 % vložky na povrchu opět roztaví.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vložka obsahuje žáruvzdornou kostru.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že slitiny tvořící matrici náležejí k sérii 300 a 6000 podle norem instituce Aluminium Association.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že slitina náleží ke skupině tvořené A351, A355, B380 a AA6061.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že slitiny tvořící vložku náležejí k sérii 300 podle norem instituce Aluminium Association.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se t í m , že slitina je A204.2.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že žáruvzdorná vlákenná složka je na bázi oxidu hlinitého.
8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že objemový poměr vláken ve vložce je obsažen mezi 5 a 60
9. Způsob podle nároku 8,vyznačující se tím, že objemový podíl vláken je v rozmezí mezi 5 a 60 % ·
10. Způsob podle nároku 1, vyznačuj t í~m , že kov, tvořící film, je nikl.
ící
11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kov, tvořící film, je kobalt.
12. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že kov, tvořící film, je stříbro.
13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kov tvořící film, je zlato.
14. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že film má tloušíku mezi 0,5/um a 5/um.
15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že film má tloušťku mezi 1 a 2/um.
16. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, Že film z niklu se vytvoří chemickou cestou.
CS912381A 1990-07-31 1991-07-30 Process for producing articles from two kinds of material by casting CZ238191A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9010224A FR2665383A1 (fr) 1990-07-31 1990-07-31 Procede d'obtention par moulage de pieces bimateriaux.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ238191A3 true CZ238191A3 (en) 1993-02-17

Family

ID=9399592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS912381A CZ238191A3 (en) 1990-07-31 1991-07-30 Process for producing articles from two kinds of material by casting

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5259437A (cs)
EP (1) EP0472478A1 (cs)
JP (1) JPH04231163A (cs)
KR (1) KR920002256A (cs)
AU (1) AU630824B2 (cs)
BR (1) BR9103235A (cs)
CA (1) CA2048161A1 (cs)
CZ (1) CZ238191A3 (cs)
FR (1) FR2665383A1 (cs)
HU (1) HUT60946A (cs)
IE (1) IE912675A1 (cs)
NO (1) NO912962L (cs)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2688154A1 (fr) * 1992-03-04 1993-09-10 Pechiney Recherche Procede d'obtention de pieces bimateriaux par surmoulage d'un insert revetu d'un film metallique.
WO1996002841A1 (en) * 1994-07-14 1996-02-01 Abbott Laboratories Methods and reagents for cyanide-free determination of hemoglobin and leukocytes in whole blood
DE19650056A1 (de) * 1996-12-03 1998-06-04 Thyssen Guss Ag Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe, insbesondere als Achs- oder Radbremsscheibe für Schienenfahrzeuge
MXPA02003327A (es) * 2000-07-27 2004-09-10 Gen Valve Inc Ensamble de tapon molecularmente unido de doble metal para valvulas con tapon de purga y de doble bloque no lubricadas y metodo de fabricacion del mismo.
FR2831845B1 (fr) * 2001-11-07 2004-05-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de coulee d'une piece metallique comportant un element de renforcement
EP1570095A1 (en) * 2002-08-20 2005-09-07 3M Innovative Properties Company Metal matrix composites, and methods for making the same
US20060021729A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 3M Innovative Properties Company Metal matrix composites, and methods for making the same
US20060024490A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 3M Innovative Properties Company Metal matrix composites, and methods for making the same
US20060024489A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 3M Innovative Properties Company Metal matrix composites, and methods for making the same
US8708425B2 (en) 2010-10-12 2014-04-29 GM Global Technology Operations LLC Bimetallic casting
CN104070153A (zh) 2013-03-28 2014-10-01 通用汽车环球科技运作有限责任公司 双金属铸造中用于改善结合的表面处理
US9770757B2 (en) * 2015-08-13 2017-09-26 GM Global Technology Operations LLC Method of making sound interface in overcast bimetal components
CN109964006A (zh) 2016-11-14 2019-07-02 西门子股份公司 用于燃烧涡轮发动机的部分铸造的多金属壳体
CN119588915A (zh) * 2024-12-06 2025-03-11 哈尔滨工业大学 一种高强度、高塑性、高弹性模量的轻质金属三维连通材料的液态熔渗成形方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH236429A (de) * 1943-07-30 1945-02-15 Skoda Kp Verfahren und Vorrichtung zum Umgiessen von Stützkörpern.
GB792174A (en) * 1954-11-04 1958-03-19 Henry Kremer Improvements in or relating to strengthening of metal
CH516644A (de) * 1970-01-07 1971-12-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur Herstellung von mit Kohlenstoff-Fasern verstärktem Metall
US3948309A (en) * 1973-08-20 1976-04-06 Ford Motor Company Composite rotor housing with wear-resistant coating
DE2344899B1 (de) * 1973-09-06 1974-02-07 Mahle Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundgussstueckes
SU526445A1 (ru) * 1974-12-19 1976-08-30 Предприятие П/Я Р-6209 Способ изготовлени деталей из композиционного материала
US4102033A (en) * 1977-03-21 1978-07-25 Kawasaki Steel Corporation Method of producing layer-like clad metal materials
JPS6032964A (ja) * 1983-08-03 1985-02-20 Hitachi Metals Ltd 排気ポ−トライナ−の製造方法
JPS6133752A (ja) * 1984-07-26 1986-02-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 複合アルミニウム部材の製造方法
EP0203198B1 (en) * 1984-11-07 1991-01-30 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Method of reinforcing a metallic article
DE3511542A1 (de) * 1985-03-29 1986-10-02 Kolbenschmidt AG, 7107 Neckarsulm Verbundgussverfahren
JPH0647163B2 (ja) * 1986-01-27 1994-06-22 株式会社豊田中央研究所 複合アルミニウム部材の製造方法
JPS6356345A (ja) * 1986-04-11 1988-03-10 Mitsubishi Motors Corp 鋳ぐるみ方法
GB2194277A (en) * 1986-07-25 1988-03-02 English Electric Co Ltd Composite material of nickel, & carbon fibre
JPS6475161A (en) * 1987-09-16 1989-03-20 Hino Motors Ltd Method for internal chill of separate aluminum member to base aluminum material
IT1228449B (it) * 1989-02-22 1991-06-19 Temav Spa Procedimento per ottenere un legame metallurgico tra un materiale metallico o composito a matrice metallica e un getto di metallo o di lega metallica.
WO1989009669A1 (en) * 1988-04-15 1989-10-19 Sandvik Australia Pty. Limited Composite hard metal-metal components
JPH01289560A (ja) * 1988-05-16 1989-11-21 Toyota Motor Corp 鋳ぐるみ方法
GB8818214D0 (en) * 1988-07-30 1988-09-01 T & N Technology Ltd Pistons

Also Published As

Publication number Publication date
US5259437A (en) 1993-11-09
HUT60946A (en) 1992-11-30
NO912962L (no) 1992-02-03
AU8150491A (en) 1992-02-06
FR2665383A1 (fr) 1992-02-07
CA2048161A1 (fr) 1992-02-01
IE912675A1 (en) 1992-02-12
JPH04231163A (ja) 1992-08-20
EP0472478A1 (fr) 1992-02-26
NO912962D0 (no) 1991-07-30
BR9103235A (pt) 1992-05-26
HU912539D0 (en) 1992-01-28
AU630824B2 (en) 1992-11-05
KR920002256A (ko) 1992-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu Squeeze casting of magnesium alloys and their composites
CZ238191A3 (en) Process for producing articles from two kinds of material by casting
US5263530A (en) Method of making a composite casting
JPH0569082A (ja) ロストフオーム鋳造物及びその製造方法
US5678298A (en) Method of making composite castings using reinforcement insert cladding
US5377742A (en) Process for obtaining bimaterial parts by casting an alloy around an insert coated with a metal film
WO1993011896A1 (en) Metallurgically bonding inserts in a casting
JP2003502157A (ja) チキソトロピー材料を用いた精密鋳造方法
US5579822A (en) Method for obtaining composite cast cylinder heads
US5293923A (en) Process for metallurgically bonding aluminum-base inserts within an aluminum casting
JP3286224B2 (ja) マグネシウム成形品の製造方法
JPS59189055A (ja) 気孔巣の少ないダイカスト品の製造方法
US20070227689A1 (en) Method of Casting an Article
EP0395670A1 (en) ALUMINUM-SILICON ALLOY ITEMS AND PRODUCTION METHOD.
US3342564A (en) Composite castings
JP4155509B2 (ja) 鋳造用アルミニウム合金とアルミニウム合金製鋳物およびその製造方法
JPH0230790B2 (cs)
Gariboldi et al. Proposal of a classification of defects of high-pressure diecast products
King Technology of magnesium and magnesium alloys
EP1527833B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundgussteils sowie Verbundgussteil
Sannes et al. Die casting of magnesium alloys-the importance of controlling die filling and solidification
Soares Characterization of Primary and Secondary Al Alloys Injected through Vacuum Assisted HPDC and Influence of T6 Heat Treatment on Mechanical Properties
Gawdzińska et al. Characteristics of production methods of aluminium and magnesium matrix composite castings
JPH08300137A (ja) 複合部材の製造方法
JPH09122888A (ja) 複合部材の製造方法