AlMg1SiCu kovové práškové vstrekované diely

Popis produktu

Údaje o výskume a vývoji

Kovové vstrekovanie zahŕňa zmiešanie práškového kovu so spojivom za vzniku suroviny. Táto zmes sa potom vstrekuje pomocou vstrekovacieho zariadenia podobného tomu, ktoré sa používa v priemysle plastov. Toto tvorí „zelené telo“. Zelené telo má dostatočnú tuhosť a pevnosť, aby sa dalo zvládnuť. Surové teleso sa potom ďalej spracováva na odstránenie spojiva a spekanie častíc kovového prášku za vzniku konečného výrobku. Spojivá typicky zahŕňajú viac ako jednu termoplastickú zlúčeninu, zmäkčovadlá a iné organické látky. V ideálnom prípade je spojivo roztavené alebo kvapalné pri teplotách vstrekovania, ale tuhne vo forme, keď sa surové teleso ochladzuje. Surovina sa môže premeniť na pevné častice, napríklad granuláciou. Tieto pelety sa môžu skladovať a pridávať do vstrekovacieho stroja neskôr. Typické vstrekovacie zariadenie obsahuje vyhrievanú závitovku alebo extrudér s dýzou, cez ktorú sa zmes vytláča do dutiny formy. Extrudér sa zahrieva, aby sa zabezpečilo, že spojivo je v kvapalnej forme, a teplota dýzy sa zvyčajne starostlivo kontroluje, aby sa zabezpečili konštantné podmienky. Vhodne je teplota formy tiež riadená tak, že teplota je dostatočne nízka, aby sa zabezpečilo, že surové teleso je tuhé, keď sa vyberie z formy. Surové teleso je väčšie ako konečný výrobok, pretože spojivo môže zaberať objemnú časť surového telesa. Ďalšie spracovanie surového telesa zahŕňa odstránenie spojiva a spekanie. Spojivo je možné pred spekaním úplne odstrániť. Alternatívne môže byť spojivo čiastočne odstránené pred krokom spekania, pričom úplné odstránenie spojiva sa dosiahne počas kroku spekania. Spojivo možno odstrániť rozpustením spojiva v rozpúšťadle alebo zahriatím surového telesa, aby sa spojivo roztopilo, rozložilo a/alebo odparilo. Odstraňovanie rozpúšťadla a tepelné odstraňovanie možno použiť aj v kombinácii. Krok spekania zahŕňa zahrievanie surového telesa na metalurgické spojenie jednotlivých kovových častíc. Spekanie pri výrobe kovových práškových vstrekovaných dielov AlMg1SiCu je vo všeobecnosti podobné ako pri konvenčnej výrobe práškových kovových dielov. Počas kroku spekania sa všeobecne používa neoxidačná atmosféra, aby sa zabránilo oxidácii kovu. Počas spekania pri vstrekovaní kovov porézne teleso po odstránení spojiva zhustne a zmrští sa. Teplota spekania a teplotný profil sú zvyčajne prísne kontrolované, aby sa zachoval tvar výrobku a zabránilo sa deformácii výrobku počas spekania. Týmto spôsobom možno výrobok v čistom tvare získať z kroku spekania. Lisovanie kovov vstrekovaním je vhodné na výrobu predmetov z takmer akéhokoľvek kovu, ktorý je možné pripraviť vo vhodnej práškovej forme. Je však ťažké použiť hliník na vstrekovanie kovov, pretože priľnavý film oxidu hlinitého vždy prítomný na povrchu častíc hliníka alebo hliníkovej zliatiny bráni spekaniu. US patent č. 6 761 852, udelený spoločnosti Advanced Materials Technologies Pte Ltd, opisuje proces vstrekovania kovov na tvarovanie dielov z hliníka a jeho zliatin. Pri tomto spôsobe sa prášky hliníka alebo hliníkových zliatin zmiešajú s práškami obsahujúcimi materiály, o ktorých sa hovorí, že tvoria eutektiká s oxidom hlinitým, ako je karbid kremíka alebo fluoridy kovov. Tento hybridný prášok sa potom zmieša so spojivom, vstrekne do formy, spojivo sa odstráni a speká. V spôsobe podľa US 6 761 852 sa uvádza, že karbid kremíka alebo fluorid kovu tvoria eutektickú zmes s oxidom hlinitým, ktorá má rozpúšťať oxid hlinitý, aby sa dosiahol tesný kontakt medzi hliníkovými povrchmi počas spekania. Prihlasovatelia netvrdia, že doterajší stav techniky diskutovaný v tejto špecifikácii tvorí súčasť bežných všeobecných znalostí v Austrálii alebo v akejkoľvek inej krajine. V celej tejto špecifikácii, pokiaľ kontext neurčuje inak, výraz "zahŕňajúci" a jeho ekvivalenty by sa mali považovať v otvorenom zmysle.

PODSTATA VYNÁLEZU [0009] Cieľom tohto vynálezu je poskytnúť spôsob vstrekovania kovu, ktorý umožňuje vyrábať predmety z hliníka, hliníkových zliatin a kompozitov s hliníkovou matricou. V prvom aspekte tento vynález poskytuje spôsob tvarovania výrobku vstrekovaním kovu z hliníka alebo hliníkovej zliatiny, pričom uvedený spôsob zahŕňa krok * vytvorenia výrobku obsahujúceho hliníkový prášok alebo prášok hliníkovej zliatiny alebo oboje a prípadne keramické častice, zmes spojiva a pomocného prostriedku na spekanie vrátane kovu s nízkou teplotou topenia; vstrekovanie zmesi; odstránenie spojiva; a spekanie; pričom spekanie sa uskutočňuje v atmosfére obsahujúcej dusík a v prítomnosti absorbéra kyslíka. Kyslíkový getr môže obsahovať akýkoľvek kov, ktorý má vyššiu afinitu ku kyslíku ako hliník. Niektoré príklady vhodných kovov na použitie ako absorbéry kyslíka zahŕňajú alkalické kovy, kovy alkalických zemín a kovy vzácnych zemín. Ak sa ako absorbér kyslíka použije viac ako jeden kov vzácnych zemín, je výhodné použiť kov vzácnych zemín zo skupiny lantanoidov. Horčík je preferovaný kov na použitie ako absorbér kyslíka, pretože má vysoký tlak pár, je ľahko dostupný a je relatívne lacný. V niektorých uskutočneniach môže byť objemový absorbér kyslíka umiestnený okolo výrobku, ktorý sa speká počas spekania. V iných uskutočneniach môže byť práškový absorbér kyslíka umiestnený okolo alebo na predmete, ktorý sa speká počas spekania. Ako ďalšia možnosť môže byť absorbér kyslíka zmiešaný s hliníkom alebo hliníkovou práškovou zliatinou alebo so zmesou privádzanou do vstrekovacieho zariadenia. V inom uskutočnení je absorbér kyslíka prítomný ako zložka zliatiny pridanej do zmesi, napríklad v prášku zliatiny pridanej do zmesi. Napríklad prášky zliatiny obsahujúce hliník a horčík (a prípadne ďalšie zložky) môžu byť pridané alebo začlenené do zmesi. Príklady niektorých zliatin, ktoré možno začleniť do zmesi, zahŕňajú závažia Al{{0}}.9. /. Hmotnosť Mg a Al-2. /. Cu-9,3 hmotn. /. Mg-5.4 hmotn. n/. Si. Bez priania byť viazaní teóriou vynálezcovia predpokladajú, že kyslíkový getr odstraňuje akýkoľvek kyslík, ktorý môže byť prítomný v atmosfére obklopujúcej diel počas spekania. Na redukciu oxidu hlinitého obklopujúceho častice hliníka alebo zliatiny hliníka sa môžu použiť aj absorbéry kyslíka. To pomáha rozložiť vrstvu oxidu hlinitého obklopujúcu častice, čím sa odkryje čerstvý kov a umožní sa spekanie častíc hliníka alebo hliníkovej zliatiny. Ako bolo uvedené vyššie, horčík je vhodným absorbérom kyslíka. Okrem toho, že je horčík relatívne lacný, má aj vysoký tlak pár. Takže počas kroku spekania (ktorý prebieha pri vysokej teplote) môžu horčíkové výpary obklopovať predmet, ktorý sa má spekať. Pred vstrekovaním zmesi do formy sa do zmesi pridávajú prísady na spekanie. Pomôcky na spekanie sú kovy s nízkou teplotou topenia. Napríklad pomocným prostriedkom na spekanie môže byť kov, ktorý má teplotu topenia nižšiu ako má hliník. Výhodne pomocný spekací prostriedok obsahuje kov s nízkou teplotou topenia, ktorý je nerozpustný v pevnom hliníku. Niektoré príklady vhodných pomocných prostriedkov na spekanie zahŕňajú cín, olovo, indium, bizmut a antimón. Zistilo sa, že cín je obzvlášť vhodný na pomoc pri spekaní hliníka a hliníkových zliatin. Preto je cín výhodným pomocníkom pri spekaní. Cín je preferovaný spekací prostriedok na použitie v tomto vynáleze, pretože sa zistilo, že cín inhibuje tvorbu nitridu hliníka počas spekania (čím sa vyhýba tvorbe prebytočného nitridu hliníka, ktorý môže nepriaznivo ovplyvniť vlastnosti konečného výrobku) a povrchové napätie roztaveného hliníka sa tiež mení, čím sa podporuje dobrá distribúcia kvapalnej hliníkovej fázy počas spekania. Na základe celkovej hmotnosti kovového prášku a pomocnej látky na spekanie nie je pridané množstvo pomocnej látky na spekanie vyššie ako 10 hmotnostné percento. Výhodne je pomocná látka na spekanie prítomná v množstve 0,1 percenta až 10 percent hmotnosti, výhodnejšie 0,5 percenta až 3 percentá hmotnosti, ešte výhodnejšie približne 2 percentá hmotnosti. Ak sa ako pomocný prostriedok na spekanie používa cín, môže sa pridať v množstve 0,1 percenta až 10 percent hmotnosti zmesi, výhodnejšie {{30} } 0,5 percenta až 4 percentá hmotn., ešte výhodnejšie 0,5 percenta až 2,0 percenta hmotn. Cín sa topí pri 232 °C, čo je oveľa nižšia teplota ako hliník (66(TC) a nemá žiadnu intermetalickú fázu. Cín je nerozpustný v pevnom hliníku s maximálnou rozpustnosťou v tuhej časti menšou ako 0,15 percenta. Hliník je úplne miešateľný s tekutým cínom, pričom vytvára miešateľný Okrem toho je povrchové napätie tekutého cínu výrazne nižšie ako povrchové napätie hliníka a vynálezcovia ukázali, že stopové množstvá cínu môžu zlepšiť vlastnosti zmáčania a spekacie správanie hliníka. Z týchto dôvodov je cín obzvlášť výhodným pomocníkom pri spekaní. Krok spekania sa uskutočňuje v dusíkovej atmosfére. Bez toho, aby sme sa chceli viazať teóriou, vynálezcovia predpokladajú, že vykonanie kroku spekania v dusíkovej atmosfére môže podporiť tvorbu nitridu hliníka. Vynálezcovia predpokladajú, že tvorba nitridu hliníka počas krok spekania môže prispieť k poškodeniu alebo k narušeniu filmu oxidu hlinitého, ktorý zvyčajne obklopuje častice hliníka alebo zliatiny hliníka. ako pomocný prostriedok pri spekaní môže tiež pomôcť kontrolovať tvorbu AlN, pretože prebytok nitridu hliníka vznikajúceho počas spekania môže byť škodlivý pre vlastnosti konečného výrobku. Ak sa ako vstupný prášok použije vysoko čistý hliník, vynálezcovia zistili, že spekanie hliníkového prášku v dusíkovej atmosfére môže viesť k rýchlej premene hliníka na nitrid hliníka. Pretože hliník môže byť v týchto prípadoch premenený na nitrid hliníka rýchlou rýchlosťou, existuje nebezpečenstvo, že celý výrobok sa môže premeniť na nitrid hliníka. Použitie cínu ako pomôcky na spekanie môže v týchto prípadoch obmedziť tvorbu nadbytočného AlN. Bez toho, aby sme sa chceli viazať teóriou, vynálezcovia predpokladajú, že vytvorením nitridu hliníka atmosféra dusíka ničí film oxidu hliníka na povrchu častíc hliníka alebo hliníkovej zliatiny. Ďalej sa predpokladá, že deštrukcia filmu oxidu hlinitého spôsobuje spekanie častíc hliníka alebo hliníkovej zliatiny. Atmosféra vykonávajúca krok spekania môže mať nízky obsah vody, napríklad môže mať A parciálny tlak vodnej pary menší ako 0,001 kPa. Rosný bod atmosféry použitej v kroku spekania môže byť pod -60 stupňom, výhodnejšie pod -70 stupňom. Keď sa horčík používa ako absorbér kyslíka, reaguje s kyslíkom a vodou, čím sa ďalej znižuje obsah vody v atmosfére. Predpokladá sa, že vodná para je mimoriadne škodlivá pre spekanie hliníka. Atmosféra je atmosféra obsahujúca dusík. Atmosféru môže tvoriť hlavne dusík. Atmosféru môže tvoriť 100 percent dusíka. Atmosféra môže tiež obsahovať inertný plyn. Inertný plyn môže tvoriť malú časť atmosféry. Atmosféra môže byť v podstate bez kyslíka a vodíka. V tomto ohľade je plyn dodávaný ako atmosféra počas spekania vhodne bez kyslíka alebo vodíka. Spojivom použitým v tomto vynáleze môže byť akékoľvek spojivo alebo spojivová kompozícia, o ktorej je známe, že je vhodná ako spojivo pri vstrekovaní kovov. Ako je známe odborníkom v odbore, spojovanie Spojivom je zvyčajne organická zložka alebo zmes dvoch alebo viacerých organických zložiek. Spojivo výhodne obsahuje termoplastickú zložku, ktorá umožňuje, aby sa spojivo roztavilo pri aplikácii tepla. Spojivo by malo byť surové aj po vstrekovaní. Telo poskytuje dostatočnú pevnosť, aby bolo možné so zeleným telom manipulovať. Výhodne môže byť spojivo odstránené zo surového telesa spôsobom, ktorý zachováva integritu surového telesa počas odstraňovania spojiva. Lepidlo po odstránení výhodne nezanecháva žiadne zvyšky. Spojivo môže byť vyrobené z viac ako dvoch materiálov. Dva alebo viac materiálov tvoriacich spojivo sa môže vybrať tak, aby sa dali odstrániť zo surového telesa postupne. Týmto spôsobom sa ľahšie dosiahne kontrola priľnavosti Uľahčí sa zachovanie tvarovej celistvosti surového telesa počas procesu odstraňovania spojiva. V tomto ohľade treba oceniť, že ak sa spojivo odstráni príliš rýchlo, zvyšuje sa riziko, že surové teleso stratí svoju tvarovú celistvosť. Spojivo môže byť odstránené použitím jednej alebo viacerých známych techník na odstraňovanie spojiva pri vstrekovaní kovu. Spojivo môže byť napríklad odstránené rozpustením v rozpúšťadle, tepelným spracovaním na roztavenie, odparenie alebo rozklad spojiva, katalytickým odstránením alebo kapilárnym pôsobením. Vo fáze odstraňovania spojiva možno použiť viac ako dve techniky odstraňovania spojiva. Napríklad prvý krok pri odstraňovaní spojiva môže zahŕňať extrakciu rozpúšťadlom, po ktorej nasleduje tepelné odstránenie zostávajúceho spojiva. Odborníci v odbore pochopia, že možno použiť širokú škálu spojivových materiálov. Niektoré príklady zahŕňajú organické polyméry, ako je kyselina stearová, vosky, parafíny a polyetylén. Bez toho, aby sme chceli byť akýmkoľvek spôsobom obmedzovaní, vynálezcovia použili spojivá vrátane kyseliny stearovej, vosku palmového oleja a polyetylénu s vysokou hustotou v experimentálnej práci súvisiacej s týmto vynálezom. Krok spekania použitý v tomto vynáleze zahŕňa zahrievanie surového telesa na teplotu, pri ktorej hliník alebo hliníková zliatina spekajú za vzniku hustého telesa. Krok spekania výhodne zahŕňa zahrievanie na teplotu asi 550 stupňov až asi 650 stupňov , výhodnejšie 590 stupňov až 640 stupňov , najvýhodnejšie 610 stupňov až 630 stupňov . Časy spekania sa môžu líšiť. Vo všeobecnosti pre vyššie teploty spekania použite kratšie časy spekania. V zásade by mal byť čas spekania dostatočne dlhý, aby sa zabezpečilo maximálne zhustenie výrobku. Zistilo sa, že nie viac ako 2 hodiny spekania pri teplote 620 stupňov až 630 stupňov poskytujú uspokojivé výsledky. Predložený vynález však zahŕňa dlhšie časy spekania aj kratšie časy spekania. Rýchlosť ohrevu a tepelný profil používané v kroku spekania sú zvyčajne prísne kontrolované v procesoch vstrekovania kovu, aby sa dosiahli optimálne vlastnosti konečného výrobku. Odborníci v odbore ľahko pochopia, ako určiť vhodnú rýchlosť ohrevu a distribúciu teploty použitú v kroku spekania. Spôsob podľa tohto vynálezu je použiteľný na kovový hliník a hliníkové zliatiny. V tomto vynáleze môže byť použitá akákoľvek hliníková zliatina, vrátane hliníkových zliatin série 1000, série 2000, série 3000, série 4000, série 5000, série 6000, série 7000 a série 8000. Keramické častice môžu byť zmiešané s hliníkom alebo práškom z hliníkovej zliatiny, čím sa získajú kompozity s hliníkovou kovovou matricou. Keramické častice sa používajú na zlepšenie alebo kontrolu vlastností spekaných výrobkov. Takéto vlastnosti môžu zahŕňať, ale nie sú obmedzené na, odolnosť proti opotrebovaniu, tvrdosť alebo koeficient tepelnej rozťažnosti. Neobmedzujúce príklady typických keramických materiálov zahŕňajú SiC, Al203, AlN, Si02, BN a TiB2. Môže byť použitý v známom zariadení na vstrekovanie kovu Vykonajte spôsob podľa tohto vynálezu. Špecifické uskutočnenie testuje rôzne zliatiny a práškové zloženie, veľkosť častíc a tvar častíc. D5 ( ) je sférický prášok AA6061 s hrúbkou 22 μm a uprednostňuje sa sférická plechovka s priemerom častíc ≥ 45 μm. Kovová surovina na vstrekovanie obsahuje Spojivový systém 6061 prášku 2 % hmotn. cínu a 3 % hmotn. kyseliny stearovej, 52 % hmotn. vosku palmového oleja a 45 % hmotn. polyetylénu s vysokou hustotou. Suroviny sa miešali pri 165 stupňoch 180 minút. Po granulácii sa suroviny vstrekovali do štandardných ťahaných tyčí pomocou formovacieho stroja Arburg. Odpájanie rozpúšťadla sa uskutočňovalo v n-hexáne pri 40 stupňoch počas 24 hodín. Zvyšné odstránenie spojiva a spekanie sa spojilo v uzavretej rúrovej peci. Výhodnou atmosférou je prúd dusíka s vysokou čistotou 1 liter/min. Tepelný profil použitý v experimentálnej práci je uvedený v tabuľke 1. Počas spekania boli okolo výrobku umiestnené horčíkové tyčinky. Na takto spekanom materiáli sa uskutočnili ťahové skúšky. Stupnica extenzometra Dĺžka je 25 mm a rýchlosť krížovej hlavy je 0,6 mm/min. Tvrdosť podľa Rockwella (HRH) horného a spodného povrchu sa meria pomocou 1/8 palcovej oceľovej gule a 60 kg záťaže.

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 % hm. Zistilo sa, že spekanie AA6061 plus 7,5 % Al-2hmot./.Cu pri 610 stupňoch v dusíku - 9,3 hm./. Mg - 5,4 hmotn. MSi plus 2 hm./. Surovinová zmes cínu počas 2 hodín produkovala súčiastku bez skreslenia a teoretickej hustoty 97 percent. Príklad - Použitie cínu ako pomocného prostriedku na spekanie všeobecne Sn sa používa ako účinný pomocný prostriedok na spekanie lisovaných alebo nezhutnených hliníkových zliatin a stlačených produktov vyrobených rýchlym prototypovaním. Vynálezcovia ukázali, že cín hrá dôležitú úlohu pri spekaní odpichovaného sypkého prášku a práškových vstrekovaných hliníkových lisovaných produktov. Cín však po spekaní zostane na hraniciach zŕn, pretože cín je prakticky nerozpustný v pevnom hliníku. Prebytok cínu zhorší mechanické vlastnosti, najmä ťažnosť, čo je veľmi žiaduce pre hliníkové zliatiny pripravené z práškov. Odpojené časti (hnedé časti) práškových vstrekovaných hliníkových lisovaných výrobkov majú len asi 85 percent relatívnej hustoty. Po odstránení polymérneho spojiva sú v poréznej oddelenej časti otvorené kanály spájajúce povrchy častí. Nasekané sypké prášky majú len asi 40-60 percent relatívnej hustoty a spojené póry môžu vytvárať otvorené kanály k povrchu. Na utesnenie týchto kanálov je potrebný veľký objem tekutiny. V predchádzajúcom príklade sme zistili, že 4 percentá cínu uľahčujú spekanie voľne zhutneného čistého hliníkového prášku; pridanie 2 percent cínu zlepšilo spekanie práškových vstrekovaných lisovaných produktov AA6061. V tomto príklade sme minimalizovali množstvo pridaného cínu pri zachovaní objemu kvapaliny pridaním nejakého predlegovaného hliníkového prášku. Pridanie veľkého množstva predlegovaného prášku tiež pomôže zvýšiť obsah zliatiny v sintrovanej časti a zvýšiť jej pevnosť. Zníženie obsahu cínu môže pomôcť zlepšiť ťažnosť. Týmto spôsobom možno ďalej zlepšiť mechanické vlastnosti zliatinového systému. Elementárny cín (<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.

Žiadosť o práva

1. Spôsob vytvárania výrobku vstrekovaním kovu z hliníka alebo zliatiny hliníka, pričom uvedený spôsob zahŕňa kroky vytvárania výrobku obsahujúceho hliníkový prášok alebo prášok hliníkovej zliatiny alebo oboje a prípadne keramické častice, spojivo a obsahuje zmes spekania. pomôcky z kovov s nízkou teplotou topenia; • vstrekovanie uvedenej zmesi; • odstránenie uvedeného spojiva; a • spekanie; pričom uvedené spekanie sa uskutočňuje v atmosfére obsahujúcej dusík a v prítomnosti absorbéra kyslíka.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že absorbér kyslíka obsahuje kov s vyššou afinitou ku kyslíku ako hliník.

3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že absorbér kyslíka je vybraný zo skupiny pozostávajúcej z alkalických kovov, kovov alkalických zemín a kovov vzácnych zemín.

4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že absorbérom kyslíka je horčík.

5. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že objemový absorbér kyslíka je umiestnený okolo spekaného produktu počas spekania alebo práškový kyslíkový getr je umiestnený okolo alebo na spekanom produkte počas spekania, alebo absorbuje kyslíkové činidlo je zmiešané s hliníkom alebo hliníkom. prášková zliatina, alebo so zmesou pridanou do vstrekovacieho zariadenia, alebo je absorbér kyslíka prítomný ako zložka zliatiny pridávanej do zmesi.

6. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že pomocným prostriedkom na spekanie je kov, ktorý má teplotu topenia nižšiu ako má hliník a je nerozpustný v pevnom hliníku.

7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že pomocný prostriedok na spekanie obsahuje cín.

8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pomocná látka na spekanie je prítomná v množstve nie väčšom ako 10 percent hmotnostných, vztiahnuté na celkovú hmotnosť kovového prášku a pomocnej látky na spekanie.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že spekacia pomocná látka je prítomná v množstve v rozsahu od 0,1 percenta do 10 percent hmotnostných.

10. 9. Spôsob podľa nároku 8, kde pomocná látka na spekanie je prítomná v množstve 0,5 percenta až 3 percentá hmotnostné.

11. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že atmosféra, v ktorej sa krok spekania uskutočňuje, má nízky obsah vody, pričom parciálny tlak vodnej pary je menší ako 0,001 kPa.

12. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spojivo obsahuje termoplastickú zložku schopnú spôsobiť roztavenie spojiva pri pôsobení tepla.

13. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že spojivo je vyrobené z dvoch alebo viacerých materiálov a materiály sa vyberajú tak, že sa postupne odstraňujú z surového telesa.

14. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spojivo sa odstraňuje rozpustením v rozpúšťadle, roztavením, odparením alebo rozkladom spojiva tepelným spracovaním, katalytickým odstránením alebo kapilárnym pôsobením.

15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že na odstránenie spojiva sa použijú dve alebo viac techník na odstránenie spojiva.

16. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spojivo obsahuje kyselinu stearovú, vosk z palmového oleja a polyetylén s vysokou hustotou.

17. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že krok spekania zahŕňa zahrievanie surového telesa na teplotu, pri ktorej hliník alebo hliníková zliatina spekajú za vzniku hustého telesa.

18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že teplota je v rozsahu od asi 550 stupňov do asi 650 stupňov.

19. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zmes obsahuje keramické častice vybrané zo skupiny pozostávajúcej z SiC, Al203, AlN, Si02, BN a TiB2.

20. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že atmosféra obsahuje dusík alebo zmes dusíkových vločiek a inertného plynu.

21. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že atmosféra je v podstate bez kyslíka alebo vodíka. Úplný abstrakt [0001] Predložený vynález sa týka vstrekovania kovov.

Predovšetkým sa tento vynález týka spôsobu tvarovania dielov vyrobených vstrekovaním kovového prášku AlMg1SiCu vstrekovaním kovu z hliníka alebo hliníkovej zliatiny, pričom uvedený spôsob zahŕňa kroky vytvorenia výrobku obsahujúceho hliníkový prášok alebo prášok hliníkovej zliatiny alebo oboje a voliteľne je prítomná zmes keramických častíc, spojiva a pomocného prostriedku na spekanie vrátane kovu s nízkou teplotou topenia; vstrekovanie zmesi; odstránenie spojiva za vzniku zeleného telesa; spekanie surového telesa v atmosfére obsahujúcej dusík a za prítomnosti absorbéra kyslíka Spekanie sa uskutočňuje v prítomnosti.

Proces vstrekovania kovov

Detekčné systémy