<<
>>

2.2 Технология получения КМ на основе алюминия (Al-3масс.%Ni- 1масс.%Cu)

Стадии технологического получения образцов КМ:

1. Рассев порошка АСД-4.

Рассев порошка АСД-4 проводился при помощи вибросита для удаления крупных частиц и загрязнений (более 20 мкм).

В таблице 9 представлены технические характеристики рассеивателя.

Таблица 9 - Технические характеристики рассеивателя

Размеры сит 075?30 мм
0100?40 мм
Вес образца максимум 50 г
Время просеивания 1...99 мин.
Условия температура +5...+40 °С
эксплуатации относительная

влажность

10...85% (без конденсата)
Напряжение питания 220 В ±10% от номинального

напряжения

Размеры (ДхШхВ колонки) без разделительной 255?170?190 мм
Вес 25 кг

Рисунок 7 - Рассеиватель фракций

2. Смешивание и введение легированного порошка и нанодобавок в шихту на основе алюминия

На данной операции был использован гранулятор-смеситель ОВП- 020К01 (рисунок 8) производства ООО Феникс г. Нижний Новгород. Данное оборудование применяется для получения однородных смесей, введения пластифицирующих добавок, получения гранул. У данного оборудования основной частью стал вращающийся корпус выполненный в виде цилиндра, данный корпус производит врещение за счет двигателя.

Перед началом работы производится загрузка в корпус необходимых порошков. Затем закрепляется и закрывается специальная крышка, которая находится на платформе. На этой же платформе закреплен ротор, способный вращаться за счет электродвигателя. Корпус и ротор имеют направления вращения противоположные друг-другу, благодаря чему происходит эффективное перемешивание порошковых смесей. Внутри находится спциальной формы лопатки. При работе со смесителем задается время работы и частота вращения ротора.

Рисунок 8 - Внешний вид грануляторя-смесителя ОВП-020К01

3. Смешивание в планетарной мельнице

Также было произведено смешивание и активация в в планетарно- центробежной мельнице (ПЦМ) Активатор 2SL в течение 5-10 минут, внешний вид ПЦМ Активатор 2SL представлебн на рисунке 9, а основные характеристики в таблице 9.

Таблица 10 - Технические характеристики планетарной мельницы

Барабаны 2 шт по 250 мл
Загрузка шаров 200 - 500 г
Загрузка порошка 20 - 100 г
Скорость вращения планетарного диска 100 - 900 об/мин
Скорость вращения барабанов 0 - 2800 об/мин
Потребляемая мощность 2,2 кВт
Габаритные размеры:
ширина*длина*высота 700*700*560
Масса 200 кг

Рисунок 9 - Планетарная мельница Активатор 2 SL

4. Сушка на воздухе.

Для удаления влаги в работе проводили сушку под воздействием инфракрасной лампы на воздухе при температуре 40oC в течение 12 часов.

5. Рассев

После операции сушки обязательно проводили рассев на ситах с размером ячейки 004.

6. Формование

Для прессования заготовок из шихты на основе алюминия использовали гидравлический пресс Fontijne Grotnes B. V. Lab Econ 600 (Fontijne Grotnes B. V., Нидерданды) рисунок 10 при давлениях прессования от 100 до 600 МПа. Полученная прессовка имеет размер и форму готового изделия, а также достаточную прочность для перегрузки и транспортировки к печи для спекания.

Рисунок 10 - Гидравлический пресс Fontijne Grotnes B. V. Lab Econ 600 (Fontijne Grotnes B. V., Нидерданды)

7. Спекание в вакууме

Для определния основных закономерностей спекания алюмокомпозитов проводилось спекания спрессованных образцов в вакуумной печи ВМС-22­10,5, изображение которой представлено на рисунке 11.

Рисунок 11 - Вакуумная печь ВМС-22-10,5

8. Искровое плазменное спекание (ИСП)

Высокоплотные заготовки алюмокомпозитов с наномодификаторами проводили на установке импульсного плазменного спекания KCE®-FCT HP P 12.5/4-LA (SPS). Внешний вид устаноки представлен на рисунке 12. На установке ИСП идет спекание порошкового материала под действием электрического тока. В приборе применяются низковольтные источники импульсов тока. К основным характеристикам установки можно отнести: - импульсный ток до 5000 А; температура спекания до 2400 оС; усилие пресса 5 - 100 кН; скорость нагрева до 500 оС/мин; длительность импульса 3,3 мс; Защитная среда: вакуум или инертный газ.

Данный метод обладает рядом преимуществ такие как очень высокая плотность образцов до 99,5 %, при этом можно контролировать пористость в образце за счет приложения давления, равномерный прогрев образца по всему объему, которое ведет к дальнейшему равномерному протеканию процесса консолидации, при этом наблюдается минимальный рост зерна у материала. Также большим преимуществом является и короткое время рабочего цикла.

Рисунок 12 - Установка импульсного плазменного спекания KCE®-FCT HP P 12.5/4-LA (SPS).

Для проведения ИПС готовые порошковые смеси помещали в цилиндрическую графитовую прессформу (внутренний диаметр 50 мм, внешний диаметр 75 мм, высота 80 мм). Давление прессования варьировалось от 5 до 20 МПа. Постоянный ток 1000 А пропускали через образец и прессформу импульсами прямоугольного типа. Температуру спекания варьировали от 500 до 635 oC. Температуру контролировали с помощью термопары. Скорость нагрева образца была фиксированной и составляла 100 °С/мин. В работе отслеживались такие параметры как давление прессования, температура, ток, напряжение, смещение нижнего электрода, а также скорость его смещения.

2.3

<< | >>
Источник: Иванов Борис Сергеевич. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В АЛЮМОКОМПОЗИТАХ СИСТЕМ Al-Cu, Al-Ni-Cu, Al-Mg ПРИ МОДИФИЦИРОВАНИИ ИХ КЕРАМИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва 2019 г.. 2019

Еще по теме 2.2 Технология получения КМ на основе алюминия (Al-3масс.%Ni- 1масс.%Cu):

  1. Коррозионную стойкость изгиб порошковых алюмокомпозитов системы Al-3масс.%Ni-1масс.%Cu с наномодификаторами
  2. Твердость порошковых алюмокомпозитов системы А1-3масс.%М- 1масс.%Cu, АМмасс^^ и A1-4масс.%Mg с наномодификаторами
  3. 3.3 Исследование процесса спекания алюмокомпозитов системы А1- 3масс.%М-1масс.%Си с наномодификаторами
  4. 3.4 Исследование процесса спарк-плазменного спекания порошковых алюмокомпозитов системы Л1-3масс.%М-1масс.%Си с наномодификаторами
  5. 3.2 Исследование формуемости порошковых смесей системы А1-3масс.%М- 1масс.%Си, А1-4масс.%Си, А1-4масс.%Мд с наномодификаторами
  6. Глава 4. Исследование свойств порошковых алюмокомпозитов системы Al- 3масс.%Ni-1масс.%Cu с наномодификаторами
  7. 3.1 Исследование процесса смешивания порошковых смесей системы Al- 3масс.%М-1масс.%Си, А1-4масс.%Си, А1-4масс.%Мд с наномодификаторами
  8. Оборудование и методика для изучения основных механических свойств и эксплуатационных свойств композиционных материалов Al-3масс.%Ni- 1масс.%Cu
  9. Алюминий, никель, медь
  10. 1.1 Алюминиевые композиционные материалы, способы их получения и их применение
  11. 3.5 Исследование структуры полученных порошковых алюмокомпозитов системы Л1-3 масс. %Ni-1 масс.0 оСи с наномодификаторами
  12. Карбовский Владислав Александрович. ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В КРИТИЧЕСКИХ СИТУАЦИЯХ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург - 2014, 2014
  13. 2.6 Модель синтеза множества характерных точек и обобщения сегментов и контуров объектов полученных с разных оптико­электронных датчиков
  14. 1. Правовые основы системы образования