Спосіб одержання композиційних матеріалів з різним фракційним та хімічним складом компонентів наповнювача

1. Спосіб одержання композиційних матеріалів з різним фракційним та хімічним складом компонентів наповнювача, який включає змішування порошків наповнювача різних розмірних фракцій, формування порошкової преформи та її ущільнення, просочення преформи матричним розплавом методами примусового просочення, який відрізняється тим, що суміш порошків наповнювача містить порошок матричного сплаву. 3 36091 Метою даної корисної моделі є розробка методу одержання композиційного матеріалу, що дозволяє отримувати матеріали з заданим вмістом наповнювача в широкому діапазоні і різноманітним фракційним складом елементів наповнювача, який дозволяє отримувати KM з дрібно- (15мкм - 1мкм) та ультрадисперсними (1мкм - 1*10-3мкм) фракціями наповнювача, як в суміші з більш крупними армуючими елементами так і окремо. Поставлена мета досягається тим, що в способі одержання композиційних матеріалів з різним фракційним та хімічним складом компонентів наповнювача, який включає змішування порошків наповнювача різних розмірних фракцій, формування порошкової преформи та її ущільнення, просочення преформи матричним розплавом методами примусового просочення, згідно з корисною моделлю суміш порошків наповнювача містить порошок матричного сплаву. Тобто для виготовлення преформи використовують як порошок (або суміш порошків з різним фракційним та/або хімічним складом, якщо наповнювач є комплексним і включає більше ніж одну складову) наповнювача, так і порошок складу матричного сплаву з розміром фракції 90мкм - 200мкм. Відповідно до корисної моделі в якості матричного розплаву використовують металеві промислові сплави (сплави типових систем на базі елементів Сu, Аl, Sn, Pb, Mg, Zn і т.д.), а також, преформа в основі суміші порошків наповнювача може містити порошок більш легкоплавкого сплаву ніж матричний сплав. За корисною моделлю порошкова преформа може мати слоїсту стр уктур у ди ференційовану за вмістом елементів в суміші наповнювача. Суміш наповнювача може містити комбінації високо-модульних неметалічних частинок карбідів, нітридів, оксидів і металевих частинок, а також дискретні частинки твердого мастила. Завдяки досить крупній фракції порошку в суміші наповнювача, що відповідає складу матричного сплаву, процес примусового просочення відбувається значно швидше ніж потрібно часу для його розплавлення або дифузії (за умови дотримання певних температурних режимів, в загальному випадку, температура просочення не повинна перевищувати більше ніж на 50-100°С градусів температуру солідус сплаву просочення). Тому при наявності ультрадисперсних складових в суміші проформи, вони не «вимиваються» фронтом рідини просочення, а затримуються металевими частинками порошку з матричного сплаву. У разі необхідності понизити температуру просочення або підвищити ливарні властивості рідини просочення, в якості сплаву для просочення можна підібрати сплав з дещо зміненим хімічним складом (за вмістом одного чи двох легуючи х елементів), який Комп’ютерна в ерстка О. Рябко 4 має нижчі температури солідус та ліквідує по відношенню до порошку в преформі. Після просочення такий матеріал можна піддати термічній обробці для гомогенізації вмісту легуючи х елементів і структури в матриці KM. Приклад №1 Запропонованим методом було отримано зразок композиційного матеріалу з алюмінієвого сплаву В65 з ≈1% ваг. вуглецю С, фракційного складу 1*10-2мкм - 1мкм. Зазначений матеріал було отримано шляхом змішування порошку В65 фракцією 200мкм - 250мкм, отриманого шляхом розпилення і 2% ваг. порошку вуглецю С (1*102 мкм - 1мкм). Вище названі порошки перемішували у кульовому млині протягом 4 годин, після чого формували у преформу для подальшого просочення. Отриману преформу просочували вакуумкомпресійним методом сплавом В65 при температурі 700°С. Приклад №2 Також був отриманий композиційний матеріал з комплексним наповнювачем (3 %ваг. SiC, 1мкм; 1 %ваг. С 1*10-2мкм - 1мкм). Так за методикою, аналогічною до Прикладу №1 було підготовлено преформу із суміші В65 (200-250мкм), SiC (1мкм) та вуглецю (1*10-2мкм - 1мкм) та просочено сплавом В65 при температурі 730°С. Приклад №3 За аналогічною схемою до Прикладу №2 і Прикладу №1 було отримано комплексний KM з широким діапазоном фракційного складу елементів наповнювача. Просоченням матричним сплавом АК12М2МгН преформи, виготовленої з суміші порошків алюмінієвого сплаву В95, SiC і вуглецю, був виготовлений зразок з вмістом 25% ваг В95 (200-250мкм), 30% ваг. SiC (150мкм-200мкм) та 3% ваг. вуглецю (1*10-2мкм - 1мкм). Приклад №4 Преформу з порошку В95 фракцією 150200мкм, отриманого шляхом розпилення, просочували вакуум-компресійним методом більш легкоплавким сплавом АК7 при температурі 700°С. Таким чином, було отримано матеріал, структура якого складається частково з твердого розчину кремнію в алюмінії та включень з швидкозагартованою структурою сплаву В95. Заявлена корисна модель дозволяє одержувати композиційні матеріали з заданим вмістом наповнювача в широкому діапазоні і різноманітним фракційним складом елементів наповнювача як з крупними (більше 100мкм) так і з дрібно- (15мкм 1мкм) та ультрадисперсними (1мкм - 1*10-3мкм) складовими, а також матеріали з диференційованою композиційною структурою вздовж поперечного та (або) повздовжнього перерізу виливки. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601