Способ получения композиционных материалов


 


Владельцы патента RU 2542909:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к производству композиционных материалов, в частности к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий. Стальные листы предварительно покрывают слоем свинца, затем их покрывают водным раствором флюса, удаляют влагу, собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева на 50-100°C выше линии ликвидус алюминиевого сплава. Наличие слоя свинца на поверхности стали способствует уменьшению поверхностного натяжения алюминиевого расплава и улучшает растекаемость алюминия по стали, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала.1 пр.

 

Изобретение относится к производству композиционных материалов, в частности к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий.

Известен способ получения слоистых композиционных материалов (Рябов В.Р. Применение биметаллических и армированных сталеалюминиевых соединений. - М.: Металлургия, 1975. 287 с.), по которому предварительно собирается пакет из стальных листов и пропитывается алюминиевым расплавом. Этот способ отличается невысокой трудоемкостью и низкой стоимостью получаемых изделий. Однако плохие условия смачивания стали алюминием не обеспечивают сплошной адгезионной связи по границе их контакта, что снижает прочность сцепления слоев и качество слоистого композиционного материала.

Известен также способ получения слоистых композиционных материалов (Способ получения слоистых композиционных материалов сталь-алюминий; Патент №2437770 от 27.12.2011 г.), который принят за прототип. По этому способу стальные листы предварительно покрывают водным раствором флюса, содержащего, KF - 55 мол.%; AlF3 - 45 мол. %, удаляют влагу, а затем собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева на 50-100°C выше линии ликвидус алюминиевого сплава. Этот способ обеспечивает улучшение смачивания стали алюминием и повышение качества слоистого композиционного материала. Однако прочность сцепления слоев композита невысокая.

Техническим результат изобретения - повышение прочности сцепления алюминия и стали в слоистых композиционных материалах сталь-алюминий за счет снижения поверхностного натяжения алюминиевого расплава при формировании композита и улучшении растекания алюминия по стали.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что стальные листы предварительно покрывают водным раствором флюса, удаляют влагу, а затем собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева выше линии ликвидус алюминиевого сплава на 50-100°C. В отличие от прототипа перед нанесением флюса поверхность стали покрывается свинцом.

Такая совокупность новых признаков с известными обеспечивает уменьшение поверхностного натяжения алюминиевого расплава и улучшает растекаемость алюминия по стали, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала.

Способ заключается в том, что стальные листы предварительно покрывают слоем свинца, затем их покрывают водным раствором флюса, удаляют влагу, собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева на 50-100°C выше линии ликвидус алюминиевого сплава.

Нижний уровень температуры расплава выбирается из условия обеспечения высокой жидкотекучести алюминиевого расплава. Перегрев алюминия выше 100°C над линией ликвидус способствует формированию при пропитке сплошного переходного интерметаллидного слоя значительной ширины с низкой прочностью.

Наличие слоя свинца на поверхности стали способствует уменьшению поверхностного натяжения алюминиевого расплава и улучшает растекаемость алюминия по стали, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала.

Примером применения предлагаемого способа является изготовление слоистого композиционного материала сталь-алюминий. Стальные листы толщиной 1,2 мм предварительно покрывают слоем свинца жидкофазным способом, опускают в водный раствор флюса, содержащего KF - 55 мол. %; AlF3 - 45 мол. %, извлекают и просушивают до полного удаления влаги. Затем стальные листы собирают в пакеты с зазором 0,5 мм и опускают в алюминиевую ванну из технического алюминия А7 с температурой 740°C, выдерживают в алюминиевой ванне 4с и извлекают.

Это обеспечивает уменьшение поверхностного натяжения алюминиевого расплава и улучшает растекаемость алюминия по стали, что способствует повышению прочности сцепления слоев композиционного материала.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.

Способ получения композиционных материалов сталь-алюминий, включающий предварительное нанесение водного раствора флюса на стальные листы, удаление влаги, а затем сборку в пакеты и пропитывание в алюминиевом расплаве с температурой перегрева выше линии ликвидус алюминиевого сплава на 50-100°C, отличающийся тем, что перед нанесением флюса поверхность стали покрывают свинцом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения многослойных композитов на основе системы Cu-Al, а также прекурсоров для синтеза наноструктурных интерметаллических соединений данной системы.

Изобретение относится к многослойной трубе и ее применению. Многослойная труба включает металлическую трубу с внутренней поверхностью и внешней поверхностью, первый полимерный слой, связанный с внешней поверхностью, и, предпочтительно, второй полимерный слой, связанный с внутренней поверхностью, и при этом металлическая труба изготовлена из алюминиевого сплава, содержащего, вес.%: Si от 1,5 до 2,45, Fe от 0,5 до 1,2, Mn от 0,5 до 1,2, Cu от 0,3 до 1, Mg от 0,04 до 0,3, Ti<0,25, Zn<1,2 и другие примеси или случайные элементы <0,05 каждого, включая Cr<0,05 и Zr<0,05, всего <0,25, а остальное - алюминий.
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий. .
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий. .

Изобретение относится к области градиентных функциональных тонкопленочных покрытий, прозрачных в видимой области спектра, получаемых методами вакуумного магнетронного распыления и выполняющих специальные функции, например ослабление теплового или радиочастотного излучения.

Изобретение относится к способу изготовления материала-носителя, по меньшей мере, с одной скрытой идентификационной маркировкой. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению методом поточного производства при низкой себестоимости стального листа и фольги с высоким содержанием алюминия.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для теплозащиты ограждающих конструкций. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к двухслойному листовому прокату толщиной 10-50 мм, состоящему из слоя износостойкой стали и слоя свариваемой стали, для изготовления сварных конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре до -40°C.
Изобретение относится к области нанесения полиуретановых покрытий на конструкционные детали, наиболее подверженные износу, в частности на установочные и уплотнительные кольца, применяемые в грунтовых насосах землесосных снарядов и драг, в нефтяных и других насосах для жидких и текущих сред, а также для нанесения на прочие детали механизмов и машин.

Изобретение относится к области производства материалов для броневых изделий и конструкций, подвергающихся воздействию динамических нагрузок. Способ производства листовой стали включает сварку взрывом тыльного и лицевого слоев стали.
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению биметаллических листов с наплавленным (плакирующим) слоем из износостойкой стали и основным слоем из легированной стали.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии производства листовой стали, используемой в качестве тыльного слоя двухслойной разнесенной бронезащитной конструкции.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к производству двухслойного стального листового проката толщиной 4-20 мм для бронезащитных конструкций с классом защиты не ниже 6a по ГОСТ P5 0963-96 для легкобронированных боевых машин, летательных аппаратов, бронированных сооружений.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из двухслойного проката, длительно эксплуатирующихся при отрицательных температурах в условиях интенсивного механического, коррозионно-эрозионного воздействия мощных ледовых полей и морской воды, в частности корпусов атомных ледоколов, судов ледового плавания, морских ледостойких стационарных и плавучих платформ для добычи углеводородов на арктическом шельфе.

Изобретение относится к получению композитной металл-полимерной детали и ее применению в автомобильной сфере. .
Изобретение относится к производству слоистых композиционных материалов сталь-алюминий. .
Изобретение относится к листовому припою из многослойного алюминиевого сплава и может быть использовано при изготовлении теплообменников. Листовой припой из многослойного алюминиевого сплава, состоящий из: материала основного слоя, который на одной или двух сторонах имеет промежуточный слой, состоящий из Al-Si твердого припоя, расположенного между основным слоем и тонким покрывающим слоем поверх промежуточного слоя.
Наверх