PL165897B1 - Sposób wytwarzania spieków cermetalowych - Google Patents

Abstract

Sj^05^<ółb wytwiu-zania spieków cermettaowych na tym że sięę mieszaninę proszków metali (ub stopów metali z proszkami ceramicznymi, którą następnie prasuje się (ub prasuje się i spieka znanymi metodami, znamienny tym, że po sprasowaniu (ub 'sprasowaniu i spiekaniu wypraskę poddaje się obciążeniu wybuchem, którego energia jest tak duża, aby spowodować umocnienie przez zgniot (ecz nie na tyle duża, aby wytwarzająca się temperatura spowodowała rekrysta(izację meta(u (ub stopu stanowiącego osnowę cermeta(u.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania spieków cermetalowych stosowany w inżynierii materiałowej.

Cermetale są to materiały kompozytowe składające się z osnowy, będącej metalem lub stopem metalu, oraz wypełniacza, którym jest jeden lub kilka związków ceramicznych. Własności cermetali są kombinacją własności metalu i ceramiki. Mają one dobre własności wytrzymałościowe przy bardzo dobrej żarowytrzymałości i odporności na ścieranie, korozję i erozją. Pod tymi względami przewyższają wszystkie znane metale i stopy.

Znany sposób wytwarzania spieków cermetalowych polega na, że sporządza się mieszaninę proszku metalu i proszku ceramicznego, którą następnie poddaje się prasowaniu matrycowemu lub izostatycznemu. Ciśnienie prasowania, zawierające się w granicach 200-800 MPa, zależne jest od wymaganej gęstości wyprasek. Wypraski poddaje się spiekaniu w atmosferze ochronnej w temperaturze umożliwiającej trwałe połączenie ziaren proszku. Najczęściej temperatury spiekania wyrażone w K wynoszą około 80% temperatury topnienia stopu lub metalu.

Polepszenie własności cermetali uzyskuje się przez umocnienie materiału osnowy przez wprowadzenie zgniotu przeróbką plastyczną na zimno. W przypadku stopów o zmiennej rozpuszczalności w stanie stałym stosuje się także umacnianie wydzieleniowe. Niekiedy efekt umocnienia wydzieleniowego zwiększa się przez dodatkowe wprowadzenie zgniotu.

Umacnianie zgniotem cermetali odbywa się z zastosowaniem typowych procesów przeróbki plastycznej na zimno, takich jak: kucie, walcowanie, wyciskanie. Niekorzystną cechą tak prowadzonego procesu umacniania jest to, że towarzyszą im odkształcenia (wydłużenia i przewężenia ) i to tym większe . im większy eest stopień) zgniotu . Poneeważ cermetale mają słabe własności plastyczne, znanymi sposobami nie można wprowadzać dużych zgniotów, gdyż powoduje to naruszenie spójności materiału, takich jak: pękanie, rozwarstwianie, naderwanie lub wykruszenie. Nie można więc tym samym uzyskać dużego umocnienia zgniotem.

Celem wynalazku jest usuniącie tych niedogodności.

Sposób wytwarzania spieków cermetalowych według wynalazku, polega na tym, że sporządza się mieszaninę proszków metali lub stopów metali z proszkami ceramicznymi, którą następnie prasuje się lub prasuje się i spieka znanymi metodami.

165 897

Następnie wypraskę poddaje sie obciążeniu wybuchem, którego energia jest tak duża, aby spowodować umocnienie przez zgniot lecz nie na tyle duża, aby wytwarzająca się temperatura spowodowała rekrystalizację metalu lub stopu stanowiącego osnowę cermetalu. Dla większości cermetali ciśnienie fali uderzeniowej zawiera się w granicach od 3 GPa do 50 GPa. W wielu przypadkach spiekanie przed zgniataniem nie jest konieczne z uwagi na to, że proces spiekania zachodzi w trakcie zgniatania wybuchowego.

Umocnienie przez zgniot przy obciążeniu wybuchem powoduje znacznie mniejsze odkształcenia niż w pyrzypadku typowej obróbki plastycznej na zimno. Można stosowe większe zgnioty bez naruszania spójności materiału, a tym samym uzyskać większe umocnienie cermetalu.

Niżej przytoczony przykład wyjaśnia istotę wynalazku.

Przykład

Sporządzono mieszaninę o składzie 98% wagowych miedzi gatunku ECu1 i 2% tlenku glinu gatunku Metkor 3. Mieszaninę wsypano do formy lateksowej o średnicy 20 mm i długości 250 mm. Wypełnioną formę poddano prasowaniu izostatycznemu przy ciśnieniu 200 MPa. Otrzymaną wypraskę w kształcie pręta o średnicy 13 mm i długości 250 mm spiekano w temperaturze 1000°C w czasie 1 godziny w atmosferze zdysocjowanego amoniaku. Spieczony pręt umieszczono w rurce miedzianej o średnicy wewnętrznej 14 mm, z której odpompowano powietrze i uszczelniono. Rurkę tę poddano obciążeniu energią wybuchu przy prędkości fali detonacyjnej 3200 m/s. Po tej obróbce spiek cermetalu Cu-Al₂Oj miał twardość 150 HV5.

165 897

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 1,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania spieków cermetalowych polegający na tym, że sporządza się mieszaninę proszków metali lub stopów metali z proszkami ceramicznymi, którą następnie prasuje się lub prasuje się i spieka znanymi metodami, znamienny tym, że po sprasowaniu lub sprasowaniu i spiekaniu wypraskę poddaje się obciążeniu wybuchem, którego energia jest tak duża, aby spowodować umocnienie przez zgniot lecz nie na tyle duża, aby wytwarzająca się temperatura spowodowała rekrystalizację metalu lub stopu stanowiącego osnowę cermetalu.