Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спечений композиційний матеріал, що містить гранули, які складаються з карбіду вольфраму і як зв'язуючого металу - заліза і/або кобальту, і/або нікелю, зцементовані нікелевою зв'язкою при співвідношенні їх об'ємного складу 2-4, який відрізняється тим, що нікелева зв'язка додатково містить алюміній при наступному співвідношенні компонентів, мас. %:

нікель

85-94

алюміній

решта.

Текст

Корисна модель стосується області одержання спечених композиційних матеріалів, які можуть використовуватись в будь-якій області техніки, переважно в пристроях, що працюють в зоні радіоактивного випромінювання. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого є спечений композиційний матеріал [Пат. США №5880382, МПК7 С22С29/00, опубл. 09.03.1999p.], що містить гранули, які складаються з карбіду вольфраму і як зв'язуючого металу заліза і/або кобальту, і/або нікелю, зцементовані нікелевою зв'язкою при співвідношенні їх об'ємного складу 2-4. Основним недоліком цього композиційного матеріалу є низька границя міцності при стисканні що призведе до пластичної деформації виробу з цього матеріалу при високих навантаженнях. Це пов'язано з тим, що нікелева зв'язка, яка цементує гранули, та самі гранули мають низьку міцність. В основу корисної моделі поставлено завдання такого вдосконалення спеченого композиційного матеріалу, при якому завдяки введенню в нікелеву зв'язку алюмінію забезпечується збільшення міцності нікелевої зв'язки та гранул і як наслідок, підвищення границі міцності при стиску всього спеченого композиційного матеріалу. Для вирішення цього завдання у спеченому композиційному матеріалі то містить гранули, які складаються з карбіду вольфраму і як зв'язуючого металу заліза і/або кобальту і/або нікелю, зцементовані нікелевою зв'язкою при співвідношенні їх об'ємного складу 2-4, згідно корисної моделі нікелева зв'язка додатково містить алюміній при наступному співвідношенні компонентів (мас.%): нікель 85-94, алюміній залишок. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється, і технічними результатами, які досягаються при її реалізації; полягає у наступному. В період рідкофазного спікання введений алюміній спочатку повністю розчиняється в нікелевій зв'язці а потім при охолодженні виділяється у зв'язці у вигляді дисперсних частинок нікеліду алюмінію (Ni3Аl). Ці частинки здійснюють дисперсне зміцнення нікелевої зв'язки. Крім того, в період рідкофазного спікання розплав нікелю, що містить алюміній, вступає у взаємодію з розплавом зв'язки гранул, в результаті чого навколо гранул утворюється щільна карбідна оболонка (W, Al, Co) C. Ця оболонка перешкоджає проникненню розплаву нікелю з міжгранульного простору в об'єм гранул, внаслідок чого в об'ємі гранул формується необхідна наноструктура на основі карбіду вольфраму, яка має високу міцність при стисканні Така комплексна дія алюмінію на нікелеву зв'язку в міжгранульному просторі і на формування структури гранул забезпечує досягнення поставленої мети, а саме збільшення границі міцності спеченого композиційного матеріалу при стисканні Експерименти по дослідженню границі міцності при стисканні були виконані відповідно до стандарту ISO 4506-1979. Зразки розмірами Ø8мм і висотою 1мм для випробувань були виготовлені методом порошкової металургії Спочатку із суміші порошків карбіду вольфраму і зв'язки формували гранули розміром 150мкм, які потім попередньо спікали в вакуумі при температурі 1100°С. Потім у кульовому млині готували суміш порошків нікелю та алюмінію в необхідних співвідношеннях, цю суміш змішували з гранулами при співвідношенні їх об'ємного складу 1:3 і методом гарячого пресування спікали при температурі 1450°С під тиском 40МПа до повного ущільнення. Приклади конкретної реалізації В кульовому млині в середовищі спирту змішували 94мас.% порошку карбіду вольфраму з 6мас.% порошку нікелю, потім до отриманої суміші додали 10об.% пластифікатора, яким був 5% розчином синтетичного каучуку в бензині Після змішування з пластифікатором з суміші видалили бензин шляхом її сушки в вакуумі при температурі 60°С, після чого в грануляторі з цієї суміші виготовили гранули розміром 150мкм. Ці гранули змішали з порошком графіту, потім в середовищі водню в інтервалі температур 400-600°С з гранул відігнали пластифікатор, після чого нагріли їх до температури 1100°С. При цій температурі і витримці 30 хвилин відбулося попереднє спікання гранул. Після охолодження методом повітряної сепарації відділили попередньо спечені гранули від графітової крупки. Окремо в кульовому млині змішали порошок нікелю та алюмінію при наступному співвідношенні компонентів (мас.%): нікель - 90%, алюміній - 10%, до цієї суміші додали гранули. Після змішування в кульовому млині отримали суміш, яка мала об'ємну долю гранул 75об.%, та об'ємну долю нікельалюмінієвої суміші - 25об.%, цю суміш розмістили в графітовій пресформі і методом гарячого пресування спекли до повного ущільнення при температурі 1450°С під тиском 40МПа. По вищеописаній технології були виготовлені зразки із спеченого композиційного матеріалу при граничних значеннях компонентів (приклади 2, 4) та за їх межами (приклади 1, 5), а також при тих самих умовах виготовлення - склад за прототипом (приклад 6). Дані зведені в таблицю (додається) Таблиця Приклади Спечений композиційний матеріал згідно до корисної моделі Спечений композиційний матеріал за прототипом % п/п 1 2 3 4 5 6 Склад нікелевої зв'язки, мас. % Нікель Алюміній 96 94 90 85 80 100 4 6 10 15 20 Показник ефективності Границя міцності при стиску, МПа 3790 4010 4860 4780 3810 3610 Як видно з таблиці при використанні пропонованої корисної моделі границя міцності при стисканні збільшується в порівнянні з прототипом на - 35%.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Sintered composition material

Автори англійською

Lysovskyi Anatolii Feliksovych, Davydenko Snizhana Anatoliivna

Назва патенту російською

Спеченный композиционный материал

Автори російською

Лисовский Анатолий Феликсович, Давиденко Снижана Анатолиевна

МПК / Мітки

МПК: C22C 29/00

Мітки: спечений, композиційний, матеріал

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/1-32365-spechenijj-kompozicijjnijj-material.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спечений композиційний матеріал</a>

Подібні патенти