AlMg1SiCu metāla pulvera iesmidzināšanas formētas detaļas

Produkta apraksts

Pētniecības un attīstības dati

Metāla iesmidzināšana ietver metāla pulverveida sajaukšanu ar saistvielu, lai izveidotu izejvielu. Pēc tam šo maisījumu iesmidzina, izmantojot iesmidzināšanas formēšanas aprīkojumu, kas ir līdzīgs plastmasas rūpniecībā izmantotajam. Tas veido "zaļo ķermeni". Zaļajam korpusam ir pietiekams stīvums un izturība, lai to varētu izturēt. Pēc tam zaļais korpuss tiek tālāk apstrādāts, lai noņemtu saistvielu un saķepinātu metāla pulvera daļiņas, lai izveidotu gala izstrādājumu. Saistvielas parasti ietver vairāk nekā vienu termoplastisku savienojumu, plastifikatorus un citas organiskas vielas. Ideālā gadījumā saistviela ir izkususi vai šķidra iesmidzināšanas formēšanas temperatūrā, bet sacietē veidnē, kad zaļais korpuss atdziest. Izejvielu var pārvērst cietās daļiņās, piemēram, granulējot. Šīs granulas var uzglabāt un vēlāk ievadīt iesmidzināšanas formēšanas mašīnā. Tipisks iesmidzināšanas formēšanas aprīkojums ietver apsildāmu skrūvi vai ekstrūderi ar sprauslu, caur kuru maisījumu izspiež veidnes dobumā. Ekstrūderis tiek uzkarsēts, lai nodrošinātu, ka saistviela ir šķidrā veidā, un sprauslas temperatūra parasti tiek rūpīgi kontrolēta, lai nodrošinātu nemainīgus apstākļus. Piemēroti tiek kontrolēta arī veidnes temperatūra, lai tā būtu pietiekami zema, lai nodrošinātu, ka zaļais korpuss ir stingrs, kad to izņem no veidnes. Zaļais korpuss ir lielāks par gala izstrādājumu, jo saistviela var aizņemt apjomīgu zaļā korpusa daļu. Zaļā ķermeņa turpmākā apstrāde ietver saistvielu noņemšanu un saķepināšanu. Pirms saķepināšanas saistvielu var pilnībā noņemt. Alternatīvi, saistvielu var daļēji noņemt pirms saķepināšanas posma, pilnībā noņemot saistvielu saķepināšanas posma laikā. Saistvielu var noņemt, izšķīdinot saistvielu ar šķīdinātāju vai karsējot zaļo korpusu, lai saistviela izkausētu, sadalītos un/vai iztvaicētu. Šķīdinātāja noņemšanu un termisko noņemšanu var izmantot arī kombinācijā. Saķepināšanas posms ietver zaļā korpusa karsēšanu, lai metalurģiski savienotu atsevišķas metāla daļiņas. Saķepināšana AlMg1SiCu metāla pulvera iesmidzināšanas veidņu detaļu ražošanā parasti ir līdzīga tai, ko izmanto parasto pulvera metāla detaļu ražošanā. Saķepināšanas posmā parasti izmanto neoksidējošu atmosfēru, lai izvairītos no metāla oksidēšanās. Metāla iesmidzināšanas lējuma saķepināšanas laikā porainais korpuss, kas paliek pēc saistvielas noņemšanas, sablīvē un saraujas. Saķepināšanas temperatūra un temperatūras profils parasti tiek stingri kontrolēti, lai saglabātu izstrādājuma formu un novērstu izstrādājuma deformāciju saķepināšanas laikā. Tādā veidā tīklveida izstrādājumu var atgūt no saķepināšanas posma. Metāla iesmidzināšana ir piemērota izstrādājumu ražošanai no gandrīz jebkura metāla, ko var pagatavot piemērotā pulvera veidā. Tomēr ir grūti izmantot alumīniju metāla iesmidzināšanā, jo uz alumīnija vai alumīnija sakausējuma daļiņu virsmas vienmēr esošā alumīnija oksīda plēve kavē saķepināšanu. ASV patents Nr. 6 761 852, kas piešķirts Advanced Materials Technologies Pte Ltd., apraksta metāla iesmidzināšanas liešanas procesu detaļu veidošanai no alumīnija un tā sakausējumiem. Šajā metodē alumīnija vai alumīnija sakausējumu pulveri tiek sajaukti ar pulveriem, kas satur materiālus, kas veido eutektiku ar alumīnija oksīdu, piemēram, silīcija karbīdu vai metāla fluorīdus. Pēc tam šo hibrīda pulveri sajauc ar saistvielu, iesmidzina, noņem saistvielu un saķepina. Saskaņā ar US6 761 852 paņēmienu silīcija karbīds vai metāla fluorīds veido eitektisku maisījumu ar alumīnija oksīdu, kam ir paredzēts izšķīdināt alumīnija oksīdu, lai saķepināšanas laikā panāktu ciešu kontaktu starp alumīnija virsmām. Pieteikuma iesniedzēji neapgalvo, ka šajā specifikācijā apskatītā tehnika ir daļa no vispārpieņemtajām zināšanām Austrālijā vai kādā citā valstī. Visā šajā specifikācijā, ja vien konteksts nenosaka citādi, termins "ietver" un tā ekvivalenti ir jāaplūko atklātā nozīmē.

IZgudrojuma kopsavilkums Šī izgudrojuma mērķis ir nodrošināt metāla iesmidzināšanas liešanas metodi, kas ļauj izgatavot izstrādājumus no alumīnija, alumīnija sakausējumiem un alumīnija matricas kompozītmateriāliem. Pirmajā aspektā šis izgudrojums nodrošina izstrādājuma veidošanas metodi ar alumīnija vai alumīnija sakausējuma metāla iesmidzināšanu, un šī metode ietver soli, kurā * tiek veidots izstrādājums, kas satur alumīnija pulveri vai alumīnija sakausējuma pulveri vai abus un, iespējams, keramikas daļiņas, saistvielas un saķepināšanas palīgvielas maisījums, ieskaitot metālu ar zemu kušanas temperatūru; maisījuma iesmidzināšana; saistvielas noņemšana; un saķepināšana; kur saķepināšanu veic atmosfērā, kas satur slāpekli, un skābekļa absorbētāja klātbūtnē. Skābekļa uztvērējs var ietvert jebkuru metālu, kam ir augstāka afinitāte pret skābekli nekā alumīnijam. Daži piemērotu metālu piemēri izmantošanai kā skābekļa absorbētāji ir sārmu metāli, sārmzemju metāli un retzemju metāli. Ja par skābekļa absorbētāju izmanto vairāk nekā vienu retzemju metālu, ieteicams izmantot lantanīdu grupas retzemju metālu. Magnijs ir vēlamais metāls izmantošanai kā skābekļa absorbētājs, jo tam ir augsts tvaika spiediens, tas ir viegli pieejams un salīdzinoši lēts. Dažos iemiesojumos tilpuma skābekļa absorbētājs var atrasties ap izstrādājumu, kas tiek saķepināts saķepināšanas laikā. Citos iemiesojumos pulverveida skābekļa absorbētājs var atrasties ap vai uz izstrādājuma, kas tiek saķepināts saķepināšanas laikā. Kā papildu iespēju skābekļa absorbētāju var sajaukt ar alumīniju vai alumīnija pulvera sakausējumu vai ar maisījumu, kas tiek padots iesmidzināšanas iekārtā. Citā iemiesojumā skābekļa absorbētājs ir maisījumam pievienotā sakausējuma sastāvdaļa, piemēram, maisījumam pievienotā sakausējuma pulverī. Piemēram, maisījumam var pievienot vai tajā iekļaut sakausējuma pulverus, kas satur alumīniju un magniju (un, iespējams, citus komponentus). Dažu sakausējumu piemēri, kurus var iekļaut maisījumā, ir Al{{0}}.9 atsvari. /. Mg un Al-2 svars. /. Cu-9,3 mas. /. Mg-5.4 wt n/. Si. Nevēloties saistīt ar teoriju, izgudrotāji izvirza hipotēzi, ka skābekļa uztvērējs saķepināšanas laikā noņem jebkuru skābekli, kas var atrasties atmosfērā, kas apņem daļu. Skābekļa absorbētājus var izmantot arī, lai samazinātu alumīnija oksīda daudzumu, kas ieskauj alumīnija vai alumīnija sakausējuma daļiņas. Tas palīdz noārdīt alumīnija oksīda slāni, kas ieskauj daļiņas, atklājot svaigu metālu un ļaujot alumīnija vai alumīnija sakausējuma daļiņām saķepināt. Kā minēts iepriekš, magnijs ir piemērots skābekļa absorbētājs. Papildus tam, ka magnijs ir salīdzinoši lēts, tam ir arī augsts tvaika spiediens. Tādējādi saķepināšanas posmā (kas notiek augstā temperatūrā) magnija tvaiki var aptvert saķepināmo izstrādājumu. Pirms maisījuma injekcijas formēšanas maisījumam pievieno saķepināšanas palīglīdzekļus. Saķepināšanas palīglīdzekļi ir metāli ar zemu kušanas temperatūru. Piemēram, saķepināšanas palīglīdzeklis var būt metāls, kura kušanas temperatūra ir zemāka nekā alumīnija. Vēlams, lai saķepināšanas palīglīdzeklis satur metālu ar zemu kušanas temperatūru, kas nešķīst cietā alumīnijā. Daži piemērotu saķepināšanas palīglīdzekļu piemēri ir alva, svins, indijs, bismuts un antimons. Ir konstatēts, ka alva ir īpaši piemērota alumīnija un alumīnija sakausējumu saķepināšanai. Tāpēc alva ir vēlamais saķepināšanas palīglīdzeklis. Alva ir vēlamais saķepināšanas palīglīdzeklis izmantošanai šajā izgudrojumā, jo ir konstatēts, ka alva kavē alumīnija nitrīda veidošanos saķepināšanas laikā (tādējādi izvairoties no alumīnija nitrīda pārpalikuma veidošanās, kas var negatīvi ietekmēt gala izstrādājuma īpašības), un tiek mainīts arī izkausētā alumīnija virsmas spraigums, tādējādi veicinot labu šķidrās alumīnija fāzes sadalījumu saķepināšanas laikā. Pamatojoties uz metāla pulvera un saķepināšanas palīglīdzekļa kopējo svaru, pievienotais saķepināšanas palīglīdzekļa daudzums nepārsniedz 10 svara procentus. Vēlams, lai saķepināšanas palīglīdzeklis būtu no 0,1 līdz 10 svara procentiem, vēlams no 0,5% līdz 3 svara procentiem, vēl labāk apm. 2 svara procenti. Ja alvu izmanto kā saķepināšanas palīglīdzekli, to var pievienot no 0,1% līdz 10 svara procentiem no maisījuma, vēlams {{30} },5% līdz 4% pēc svara, vēl labāk no 0,5% līdz 2,0% pēc svara. Alva kūst 232'C temperatūrā, kas ir daudz zemāka par alumīniju (66(TC), un tai nav intermetāliskas fāzes. Alva nešķīst cietā alumīnijā, un maksimālā cietā šķīdība ir mazāka par 0,15 procentiem. Alumīnijs pilnībā sajaucas ar šķidru alvu, veidojot sajaucams Turklāt šķidrās alvas virsmas spraigums ir ievērojami zemāks nekā alumīnijam, un izgudrotāji ir parādījuši, ka nelieli alvas daudzumi var uzlabot alumīnija mitrināšanas īpašības un saķepināšanas īpašības. Šo iemeslu dēļ alva ir īpaši vēlams saķepināšanas palīglīdzeklis . Saķepināšanas solis tiek veikts slāpekļa atmosfērā. Nevēloties būt saistīts ar teoriju, izgudrotāji izvirza hipotēzi, ka, veicot saķepināšanas posmu slāpekļa atmosfērā, var veicināt alumīnija nitrīda veidošanos. Izgudrotāji izvirza hipotēzi, ka alumīnija nitrīda veidošanās laikā saķepināšanas solis var veicināt bojājumus vai nojauc alumīnija oksīda plēvi, kas parasti ieskauj alumīnija vai alumīnija sakausējuma daļiņas.Alvas izmantošana kā saķepināšanas palīglīdzeklis var arī palīdzēt kontrolēt AlN veidošanos, jo alumīnija nitrīda pārpalikums, kas veidojas saķepināšanas laikā, var kaitēt gala izstrādājuma īpašībām. Ja kā barības pulveri izmanto augstas tīrības pakāpes alumīniju, izgudrotāji ir atklājuši, ka alumīnija pulvera saķepināšana slāpekļa atmosfērā var izraisīt ātru alumīnija pārvēršanos alumīnija nitrīdā. Tā kā alumīnijs šādos gadījumos var tikt pārveidots par alumīnija nitrīdu ātri, pastāv risks, ka viss izstrādājums var tikt pārveidots par alumīnija nitrīdu. Alvas kā saķepināšanas palīglīdzekļa izmantošana šādos gadījumos var ierobežot AlN pārpalikuma veidošanos. Nevēloties būt saistošiem teorijai, izgudrotāji apgalvo, ka, veidojot alumīnija nitrīdu, slāpekļa atmosfēra iznīcina alumīnija oksīda plēvi uz alumīnija vai alumīnija sakausējuma daļiņu virsmas. Turklāt tiek pieņemts, ka alumīnija oksīda plēves iznīcināšanas rezultātā notiek alumīnija vai alumīnija sakausējuma daļiņu saķepināšana. Atmosfērā, kurā tiek veikts saķepināšanas posms, var būt zems ūdens saturs, piemēram, ūdens tvaika daļējais spiediens var būt mazāks par 0,001 kPa. Saķepināšanas posmā izmantotās atmosfēras rasas punkts var būt zem -60 grādiem, vēlams zem -70 grādiem. Ja magniju izmanto kā skābekļa absorbētāju, tas reaģē ar skābekli un ūdeni, tādējādi vēl vairāk samazinot ūdens saturu atmosfērā. Tiek uzskatīts, ka ūdens tvaiki ir ārkārtīgi kaitīgi alumīnija saķepināšanai. Atmosfēra ir slāpekli saturoša atmosfēra. Atmosfērā var būt galvenokārt slāpeklis. Atmosfērā var būt 100 procenti slāpekļa. Atmosfērā var būt arī inerta gāze. Inertā gāze var veidot nelielu daļu no atmosfēras. Atmosfēra var būt praktiski bez skābekļa un ūdeņraža. Šajā sakarā gāze, kas saķepināšanas laikā tiek piegādāta kā atmosfēra, ir atbilstoši brīva no skābekļa vai ūdeņraža. Šajā izgudrojumā izmantotā saistviela var būt jebkura saistviela vai saistvielu sastāvs, par kuru zināms, ka tā ir piemērota kā saistviela metāla iesmidzināšanas liešanā. Kā zināms nozares speciālistiem, saistviela Saistviela parasti ir organiska sastāvdaļa vai divu vai vairāku organisko komponentu maisījums. Vēlams, lai saistviela satur termoplastisku komponentu, kas ļauj saistvielai izkausēt, kad to uzkarsē. Arī saistvielai pēc iesmidzināšanas formēšanas jābūt neapstrādātai. Korpuss nodrošina pietiekamu spēku, lai ļautu apstrādāt zaļo ķermeni. Vēlams, lai saistvielu no zaļā korpusa varētu noņemt tā, lai saistvielas noņemšanas laikā saglabātu zaļā korpusa integritāti. Vēlams, pēc noņemšanas, līme Saistviela neatstāj nekādus atlikumus. Saistviela var būt izgatavota no vairāk nekā diviem materiāliem. Divus vai vairākus materiālus, kas veido saistvielu, var izvēlēties tā, lai tos varētu secīgi noņemt no zaļā korpusa. Tādā veidā vieglāk sasniegt līmes kontroli. Tas atvieglo zaļā korpusa formas integritātes saglabāšanu saistvielas noņemšanas procesa laikā. Šajā sakarā ir jānovērtē, ka, ja saistviela tiek noņemta pārāk ātri, palielinās risks, ka zaļais korpuss zaudēs formas integritāti. Saistvielu var noņemt, izmantojot vienu vai vairākas zināmas metodes saistvielas noņemšanai metāla iesmidzināšanas formēšanā. Piemēram, saistvielu var noņemt, izšķīdinot šķīdinātājā, termiski apstrādājot, lai izkausētu, iztvaicētu vai sadalītu saistvielu, ar katalītisko atdalīšanu vai kapilāru darbību. Saistvielas noņemšanas fāzē var izmantot vairāk nekā divus saistvielu noņemšanas paņēmienus. Piemēram, pirmais saistvielas noņemšanas posms var ietvert ekstrakciju ar šķīdinātāju, kam seko atlikušās saistvielas termiskā noņemšana. Amatpersonas sapratīs, ka var izmantot plašu saistvielu klāstu. Daži piemēri ir organiskie polimēri, piemēram, stearīnskābe, vaski, parafīni un polietilēns. Nevēloties jebkādā veidā ierobežot, izgudrotāji ir izmantojuši saistvielas, tostarp stearīnskābi, palmu eļļas vasku un augsta blīvuma polietilēnu eksperimentālajā darbā, kas saistīts ar šo izgudrojumu. Šajā izgudrojumā izmantotais saķepināšanas posms ietver zaļā korpusa karsēšanu līdz temperatūrai, kurā alumīnijs vai alumīnija sakausējums saķep, veidojot blīvu korpusu. Saķepināšanas posms vēlams ietver karsēšanu līdz temperatūrai no aptuveni 550 grādiem līdz aptuveni 650 grādiem, vēl labāk no 590 grādiem līdz 640 grādiem, vislabāk no 610 grādiem līdz 630 grādiem. Saķepināšanas laiki var atšķirties. Parasti augstākai saķepināšanas temperatūrai izmantojiet īsākus saķepināšanas laikus. Būtībā saķepināšanas laikam jābūt pietiekami ilgam, lai nodrošinātu izstrādājuma maksimālu sablīvēšanos. Ir konstatēts, ka ne vairāk kā 2 stundas saķepināšanas temperatūrā no 620 līdz 630 grādiem nodrošina apmierinošu. Tomēr šis izgudrojums ietver gan garākus saķepināšanas laikus, gan īsākus saķepināšanas laikus. Sildīšanas ātrums un siltuma profils, ko izmanto saķepināšanas posmā, parasti tiek stingri kontrolēti metāla iesmidzināšanas formēšanas procesos, lai gala izstrādājumā iegūtu optimālas īpašības. Šajā jomā pieredzējušie var viegli saprast, kā noteikt piemērotu sildīšanas ātrumu un temperatūras sadalījumu, ko izmanto saķepināšanas posmā. Šī izgudrojuma metode ir piemērojama alumīnija metālam un alumīnija sakausējumiem. Šajā izgudrojumā var izmantot jebkuru alumīnija sakausējumu, tostarp 1000. sērijas, 2000. sērijas, 3000. sērijas, 4000. sērijas, 5000. sērijas, 6000. sērijas, 7000. sērijas un 8000. sērijas alumīnija sakausējumus. Keramikas daļiņas var sajaukt ar alumīnija vai alumīnija sakausējuma pulveri, lai iegūtu alumīnija metāla matricas kompozītmateriālus. Keramikas daļiņas tiek izmantotas, lai uzlabotu vai kontrolētu saķepināto izstrādājumu īpašības. Šādas īpašības var ietvert, bet ne tikai, nodilumizturību, cietību vai termiskās izplešanās koeficientu. Neierobežojoši tipisku keramikas materiālu piemēri ir SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN un TiB2. Var izmantot zināmās metāla iesmidzināšanas iekārtās. Izpildiet šī izgudrojuma metodi. Konkrētā iemiesojuma testēšanā pārbauda dažādus sakausējumus un pulvera sastāvu, daļiņu izmēru un daļiņu formu. D5 ( ) ir sfērisks AA6061 pulveris ar 10 m un priekšroka tiek dota sfēriskai skārdam ar daļiņu diametru — 45 pm. Metāla iesmidzināšanas izejmateriāls ietver saistvielu sistēmu no 6061 pulvera, kas satur 2 svara procenti alvas un 3 svara procenti stearīnskābes, 52 svara procenti palmu eļļas vaska un 45 svara procenti augsta blīvuma polietilēna. Izejvielas tika sajauktas 165 grādos 180 minūtes. Pēc granulēšanas izejvielas tika iesmidzinātas standarta stieptos stieņos, izmantojot Arburg formēšanas mašīnu. Šķīdinātāja atdalīšana tika veikta n-heksānā 40 grādu temperatūrā 24 stundas. Atlikušās saistvielas noņemšana un saķepināšana tika apvienota noslēgtā cauruļu krāsnī. Vēlamā atmosfēra ir augstas tīrības pakāpes slāpekļa plūsma 1 litrs/min. Eksperimentālajā darbā izmantotais siltuma profils ir parādīts 1. tabulā. Magnija stieņi tika novietoti ap izstrādājumu saķepināšanas laikā. Šādi saķepinātajam materiālam tika veikti stiepes testi. Ekstenzometra skala Garums ir 25 mm un šķērsgalvas ātrums ir 0,6 mm/min. Augšējās un apakšējās virsmas Rokvela cietību (HRH) mēra, izmantojot 1/8 collu tērauda lodi un 60 kg slodzi.

The large variation in hardness may be due to the high porosity level. When the sintering time increased to 2 hours, the density and hardness increased to 94.9±0.3% and 66.9±2.9, respectively. However, further increasing the sintering temperature to 630"C did not significantly increase the density and hardness. The density at this condition was 95.3 ± 0.3%, and the hardness was 69.0 ± 0.9. Typical stress/strain of the parts sintered under various conditions The curves are plotted in Figure 4. The part sintered at 620"C for 2 hours had the best mechanical properties with a 0.2% yield strength of 58 MPa, a tensile strength of 156 MPa and an elongation at break of 8.9%. The tensile properties of the parts sintered at 630°C were slightly lower than this, although the density was higher. This may be due to the coarsening of the microstructure at the higher sintering temperature. For the parts sintered at 620°C for 1 hour , low density produces poor mechanical properties. The tensile strength is 98MPa and the strain is 1.7%. Optical micrographs show that the grain size remains at about the original particle size and is smaller than 20pm. Backscattered electron images show a tin-rich phase ( In the electron image white control, in the optical image black control) distribution and size. Do not see obvious hole. Further embodiment prepares various percentages-325 mesh elemental magnesium powder or pre-alloyed powder rich in magnesium, and Mixed into the raw material. The raw material is then compacted into a 25.4mm diameter disc using a thermoforming machine. The disc is sintered in nitrogen without magnesium nuggets in the furnace. Before sintering the disc containing the pre-alloyed powder, the The furnace was run under vacuum at 680°C for 4 hours to remove any magnesium residues in the furnace. The parts were loaded into steel crucibles with loose lids to minimize the effect of air flow. Results The addition of elemental magnesium had an effect on the sintered density The effect is shown in Figure 6. It was found that the highest sintered density of ~94% was obtained with 1.0 wt.% Mg. At 0.5 wt.% Mg, the oxygen was not sufficiently absorbed and the part deformed due to the porous surface layer. Weight % elemental magnesium powder is added in the raw material to cause low sintered density (80%) due to nitriding. For safety considerations, it is not preferred to add elemental magnesium powder to the raw material. Yet, add magnesium in the form of pre-alloyed powder Some disadvantages of elemental powder can be overcome by adding to the raw material.Example - Addition of AlMg powder to the raw material The composition obtained from Aluminum Powder Company is Al-2 wt./oCu-9.3 wt%Mg-5.4 wt./Si and Al-7.9 wt. ./oMg pre-alloyed powder.Al-2 weight./oCu-9.3 weight n/.Mg-5.4 weight n/.The average particle diameter of Si powder is about 25|im, Al-7.9 weight./.Mg powder The average particle size is about 40 μm. Both have regular particle shapes. Al-2 weight./. Cu-9.3 weight y. Mg-5.4 weight./. The solid phase temperature of Si is about 540°C, which is at 600. C is completely liquefied. The solidus temperature of Al-7.9 wt% Mg is about 540°C, which is completely liquefied at 620°C. Figure 7 shows the results for these alloys as well as alloy AA6061 and for AA6061+7.5wt./.Al-2wt %0>9,3 masas procenti Mg-5,4 masas /.Si maisījumi, šķidruma saturs kā temperatūras funkcija. Ir konstatēts, ka saķepināšana AA6061 plus 7,5 procenti Al-2wt./.Cu 610 grādu temperatūrā slāpeklī - 9.3 wt./. Mg - 5,4 masa MSi plus 2 masas/. Sn izejvielu maisījums 2 stundas radīja detaļu bez deformācijām un teorētisko blīvumu 97 procenti. Piemērs. Alvas izmantošana kā saķepināšanas palīglīdzeklis vispārējai Sn ir izmantota kā efektīvs saķepināšanas palīglīdzeklis presētiem vai nesablīvētiem alumīnija sakausējumiem un presētiem produktiem, kas ražoti, izmantojot ātru prototipu. Izgudrotāji ir parādījuši, ka alvai ir svarīga loma birstošā pulvera un pulverveida iesmidzināšanas presēšanas alumīnija presēto izstrādājumu saķepināšanā. Tomēr alva pēc saķepināšanas paliks pie graudu robežām, jo ​​alva praktiski nešķīst cietā alumīnijā. Alvas pārpalikums pasliktinās mehāniskās īpašības, īpaši elastību, kas ir ļoti vēlama alumīnija sakausējumiem, kas izgatavoti no pulveriem. Pulvera iesmidzināšanas formas alumīnija blīvējuma izstrādājumu atdalītajām daļām (brūnām daļām) ir tikai aptuveni 85 procenti relatīvā blīvuma. Pēc polimēru saistvielas noņemšanas porainajā atsaistītajā daļā ir atvērti kanāli, kas savieno detaļu virsmas. Irdenam pūderam ir tikai aptuveni 40-60 procenti relatīvā blīvuma, un savienotās poras var veidot atvērtus kanālus uz virsmu. Lai noslēgtu šos kanālus, ir nepieciešams liels šķidruma daudzums. Iepriekšējā piemērā mēs atklājām, ka 4 procenti alvas atvieglo brīvi sablīvēta tīra alumīnija pulvera saķepināšanu; pievienojot 2 procentus alvas, tika uzlabota AA6061 pulvera iesmidzināšanas presēto izstrādājumu saķepināšana. Šajā piemērā mēs samazinājām pievienotās alvas daudzumu, vienlaikus saglabājot šķidruma tilpumu, pievienojot nedaudz iepriekš leģēta alumīnija pulvera. Liela daudzuma iepriekš leģēta pulvera pievienošana arī palīdzēs palielināt sakausējuma saturu saķepinātajā daļā un palielināt tās izturību. Alvas satura samazināšana var palīdzēt uzlabot elastību. Tādā veidā var vēl vairāk uzlabot sakausējuma sistēmas mehāniskās īpašības. Elementāra alva (<43pm) was used as a sintering aid to reinforce the pre-alloyed Al-2wt%Cu-9.3wt. /. Mg-5.4 weight Q/. Liquid phase sintering of fine AA6061 powder (<20 microns) of Si powder (<30 iim). According to AA6061+X weight n/. Sn+Y weight. /. Al-2 weight. /. Cu-9.3 wt% Mg-5.4 wt. /. For the formulation of Si, the various powders were mixed in a Turbula mixer for 30 minutes. The mixed powder was poured into an alumina crucible, tapped and closed with aluminum foil. Then, they were sintered in a steel tube furnace at different temperatures for 2 hours under a nitrogen flow of 0.5 L/min. The sintered density was obtained by the Archimedes method and converted into a percentage of the theoretical density (TDM) for each alloy. Polished samples were used for optical and scanning electron microscopy (SEM). Figure 8 shows that the sintered density of AA6061+X weight MSn loose powder increases with the increase of sintering temperature. For 2 weight n/. The density of the Sn alloy system increases at 580°C, and for 1 wt./. The density of the Sn system increases at 590°C. The addition of tin significantly enhances sintering, and much higher sintering densities are obtained for alloys containing tin. Alloys containing 1.0 or 2.0 wt% tin have a sintered density above ~95% over the sintering temperature range of 600630°C. Only 83%, 88% and 93% sintered densities were obtained. For liquid phase sintering, liquid volume is one of the most critical factors for densification and part shape retention. Al-Sn alloy systems are controlled by temperature, aluminum alloy composition and tin content The liquid volume of . Figure 7 shows the effect of temperature on the liquid volume fraction for the tested alloys. The data were calculated using ThermoCalc. The addition of tin was not considered. For AA6061+xwt./.Al-2wt./.Cu- 9.3 wt. Q/.Mg-5.4 wt. MSi alloy, calculated based on the final total alloy content.Pre-alloyed Al-2 wt.°/.Cu-9.3 wt./.Mg-5.4 wt./.The solid phase point of Si powder is 582°C, it is completely liquefied at 604°C. Therefore, this alloy, if sintered alone, is very difficult to control during processing because of the narrow melting range. However, the liquid with high magnesium content formed early can be purged from the sintering furnace Oxygen, and helps to seal the open channels in the loose powder before severe oxidation usually begins at about 58060 (TC). Figure 9 shows the addition of 0%, 2.5% and 7.5% Pre-alloyed Al-2 wt. /. Cu-9.3 wt. /. Mg-5.4 wt. /. AA6061 + 0.5 wt. of Si powder. /. Sintered density of Sn loose powder. Because of increased liquid volume, AA6061 + 0.5 wt. /. The sintered density of Sn increases steadily with temperature up to 630°C. Al-2 weight is melted at a sintering temperature of 600°C for a 2.5% by weight addition and 590°C for a 7.5% by weight addition. /. Cu - 9.3 wt. /. Mg - 5.4 wt. /. Si powder gives a drastic increase in density of the liquid. However, for AA6061 + 0.5 wt. /. Sn + 7.5 wt. /. Al - 2 wt. / oCu -9.3 wt./. Mg -5.4 wt. 0/. Si alloy system, after peaking at 610°C, excess liquid soon leads to density reduction at 620°C. Density reduction may be due to early formation inside the part The reason for the gas of the clamping liquid. Adding 2.5% by weight of pre-alloyed Al-2 wt./. Cu-9.3 wt./. Mg-5.4 wt./. Si powder helps to maintain in the temperature range of 600620°C The density plateau of 97°/.Density begins to reduce under 630 ℃. Those skilled in the art can It is understood that the invention is capable of variations and modifications other than those specifically described. It is to be understood that the present invention includes all changes and modifications which fall within its spirit and scope.

Tiesību pieprasījums

1. Metode izstrādājuma veidošanai ar alumīnija vai alumīnija sakausējuma metāla iesmidzināšanu, kas ietver izstrādājuma veidošanas posmus, kas satur alumīnija pulveri vai alumīnija sakausējuma pulveri vai abus un, iespējams, keramikas daļiņas, saistvielu un satur saķepināšanas maisījumu. zemas kušanas metālu palīglīdzekļi; • minētā maisījuma iesmidzināšana; • minētās saistvielas noņemšana; un • saķepināšana; kur minētā saķepināšana tiek veikta atmosfērā, kas satur slāpekli, un skābekļa absorbētāja klātbūtnē.

2. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka skābekļa absorbētājs satur metālu ar lielāku afinitāti pret skābekli nekā alumīnijam.

3. Paņēmiens saskaņā ar 2. punktu, kurā skābekļa absorbētājs ir izvēlēts no grupas, kas sastāv no sārmu metāliem, sārmzemju metāliem un retzemju metāliem.

4. Paņēmiens saskaņā ar 3. punktu, kurā skābekļa absorbētājs ir magnijs.

5. Metode saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka lielapjoma skābekļa absorbētājs ir novietots ap saķepināto produktu saķepināšanas laikā vai pulverveida skābekļa ieguvējs ir novietots ap vai uz saķepinātā produkta saķepināšanas laikā, vai arī absorbē. Skābekļa aģents tiek sajaukts ar alumīniju vai alumīniju. pulvera sakausējums, vai ar maisījumu, kas pievienots iesmidzināšanas formēšanas iekārtai, vai skābekļa absorbētājs ir kā maisījumam pievienotā sakausējuma sastāvdaļa.

6. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka saķepināšanas palīgviela ir metāls, kura kušanas temperatūra ir zemāka par alumīnija kušanas temperatūru un kas nešķīst cietā alumīnijā.

7. Paņēmiens saskaņā ar 6. punktu, kas atšķiras ar to, ka saķepināšanas palīglīdzeklis satur alvu.

8. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka saķepināšanas palīglīdzekļa daudzums nav lielāks par 10 svara procentiem, pamatojoties uz metāla pulvera un saķepināšanas palīglīdzekļa kopējo svaru.

9. Paņēmiens saskaņā ar 8. punktu, kas atšķiras ar to, ka saķepināšanas palīglīdzekļa daudzums ir robežās no 0,1 līdz 10 svara procentiem.

10. 9. Paņēmiens saskaņā ar 8. pretenziju, pie kam saķepināšanas palīglīdzekļa daudzums ir no 0,5 līdz 3 svara procentiem.

11. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka atmosfērā, kurā tiek veikts saķepināšanas posms, ir zems ūdens saturs, pie kam ūdens tvaiku parciālais spiediens ir mazāks par 0,001 kPa.

12. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka saistviela satur termoplastisku komponentu, kas spēj izraisīt saistvielas kušanu, kad tiek izmantota siltums.

13. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka saistviela ir izgatavota no diviem vai vairākiem materiāliem, un materiāli ir izvēlēti tā, lai tie tiktu secīgi noņemti no zaļā korpusa.

14. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka saistvielu atdala, izšķīdinot šķīdinātājā, izkausējot, iztvaicējot vai sadalot saistvielu ar termisko apstrādi, katalītisko atdalīšanu vai kapilāru darbību.

15. Paņēmiens saskaņā ar 14. punktu, kas atšķiras ar to, ka saistvielas noņemšanai tiek izmantotas divas vai vairākas saistvielas noņemšanas metodes.

16. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka saistviela satur stearīnskābi, palmu eļļas vasku un augsta blīvuma polietilēnu.

17. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka saķepināšanas solis ietver zaļā korpusa karsēšanu līdz temperatūrai, kurā alumīnijs vai alumīnija sakausējums saķep, veidojot blīvu ķermeni.

18. Paņēmiens saskaņā ar 17. punktu, kas atšķiras ar to, ka temperatūra ir diapazonā no aptuveni 550 grādiem līdz aptuveni 650 grādiem.

19. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka maisījums satur keramikas daļiņas, kas izvēlētas no grupas, kas sastāv no SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN un TiB2.

20. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka atmosfērā ir slāpeklis vai slāpekļa pārslu un inertas gāzes maisījums.

21. Paņēmiens saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka atmosfērā praktiski nav skābekļa vai ūdeņraža. Pilns kopsavilkums Šis izgudrojums attiecas uz metāla iesmidzināšanu.

Konkrētāk, šis izgudrojums attiecas uz AlMg1SiCu metāla pulvera iesmidzināšanas veidņu detaļu izstrādājuma formēšanas metodi ar alumīnija vai alumīnija sakausējuma metāla iesmidzināšanu, minētā metode ietver izstrādājuma veidošanas posmus, kas satur alumīnija pulveri vai alumīnija sakausējuma pulveri vai abus, un pēc izvēles ir klāt keramikas daļiņu, saistvielas un saķepināšanas palīglīdzekļa maisījums, ieskaitot metālu ar zemu kušanas temperatūru; maisījuma iesmidzināšana; saistvielas noņemšana, veidojot zaļu ķermeni; zaļā ķermeņa saķepināšana slāpekli saturošā atmosfērā un skābekļa absorbētāja klātbūtnē Saķepināšanu veic, piedaloties.

Metāla iesmidzināšanas formēšanas process

Atklāšanas sistēmas