Способ получения слоистых композиционных материалов сталь-алюминий
Владельцы патента RU 2435671:
Общество с ограниченной ответственностью "Слоистый композит" (RU)
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий. Стальные листы предварительно собирают в пакеты и пропитывают в расплаве алюминия с 0,5-5% (вес.) титана при температуре расплава 720-850°С. Применение флюса обеспечивает повышение прочности промежуточного интерметаллидного слоя, образующегося на границе стали и алюминия, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала.
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий.
Известен способ получения слоистых композиционных материалов (Пат. РФ 2255849, МПК В23К 20/08, B32B 15/01. Способ получения композиционного материала алюминий-титан. / Трыков Ю.П., Писарев С.П., Гуревич Л.М., Шморгун В.Г., Жоров А.H., Абраменко С.А., Крашенинников С.В.), согласно которому предварительно собранный пакет сваривают сваркой взрывом, а затем отжигают и подвергают прокатке. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость процесса изготовления слоистых композиционных материалов и высокая стоимость изделий.
Известен также способ получения слоистых композиционных материалов (Рябов В.Р. Применение биметаллических и армированных сталеалюминиевых соединений. - М.: Металлургия, 1975, 287 с.), который принят за прототип. По этому способу предварительно собирается пакет из стальных листов и пропитывается алюминиевым расплавом с активирующим флюсом. Этот способ отличается невысокой трудоемкостью и низкой стоимостью получаемых изделий. Однако на границе сталь-алюминий образуется промежуточный слой из интерметаллидных фаз железо-алюминий с низкой прочностью, что снижает прочность сцепления слоев.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности сцепления алюминия и стали в слоистых композиционных материалах сталь-алюминий.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, стальные листы собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с активирующим флюсом. В отличие от прототипа в качестве алюминиевого расплава применяют сплав алюминия с 0,5-5% (вес.) титана, а температура расплава при пропитке составляет 720-850°C.
Такая совокупность новых признаков с известными позволяет повысить прочность промежуточного интерметаллидного слоя, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала по сравнению с прототипом.
Способ заключается в том, что стальные листы предварительно собирают в пакеты и пропитывают в расплаве Al+(0,5-5%)Ti с активирующим флюсом и температурой при пропитке 720-850°C.
Нижний уровень температуры расплава выбирается из условия обеспечения высокой жидкотекучести алюминиевого расплава. Перегрев выше 850°C приводит к увеличению толщины переходного интерметаллидного слоя, что снижает прочность сцепления алюминия и стали.
Легирование алюминиевого расплава титаном в указанных пределах повышает прочность интерметаллидного слоя, образующегося на границе сталь-алюминий, что повышает прочность сцепления алюминия со сталью. Увеличение содержания титана выше 5% ухудшает смачивание стали алюминием и ухудшает заполняемость слоев стали при пропитке. Легирование алюминия титаном меньше 0,5% повышает прочность сцепления алюминия и стали незначительно.
Примером применения предлагаемого способа является изготовление слоистого композиционного материала сталь-алюминий. Стальные листы толщиной 1,2 мм собирают в пакеты с зазором 0,5 мм и опускают в расплав Al+1% Ti с температурой расплава 750°C. Выдерживают в алюминиевой ванне 3-4 с и извлекают. Это обеспечивает получение слоистых композиционных материалов сталь-алюминий с прочностью сцепления на 10-50% выше, чем при использовании нелегированного титаном алюминиевого расплава
Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.
Способ получения слоистых композиционных материалов сталь-алюминий, при котором стальные листы собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с активирующим флюсом, отличающийся тем, что в качестве алюминиевого расплава применяют сплав алюминия с 0,5-5 вес.% титана, а температура расплава при пропитке составляет 720-850°С.
