AlMg1SiCu-metallijauheruiskuvaletut osat

Tuotteen Kuvaus

T&K-tiedot

Metallin ruiskuvalu käsittää metallijauheen sekoittamisen sideaineen kanssa raaka-aineen muodostamiseksi. Tämä seos ruiskupuristetaan sitten muoviteollisuudessa käytettävän kaltaisella ruiskuvalulaitteistolla. Tämä muodostaa "vihreän rungon". Vihreässä rungossa on tarpeeksi jäykkyyttä ja lujuutta käsitelläkseen. Sen jälkeen raakakappaletta käsitellään edelleen sideaineen poistamiseksi ja metallijauhehiukkasten sintraamiseksi lopullisen tuotteen muodostamiseksi. Sideaineet sisältävät tyypillisesti useamman kuin yhden termoplastisen yhdisteen, pehmittimiä ja muita orgaanisia aineita. Ihannetapauksessa sideaine on sulaa tai nestemäistä ruiskupuristuslämpötiloissa, mutta jähmettyy muotissa, kun vihreä kappale jäähtyy. Raaka-aine voidaan muuttaa kiinteiksi hiukkasiksi esimerkiksi rakeistamalla. Nämä pelletit voidaan varastoida ja syöttää ruiskupuristuskoneeseen myöhemmin. Tyypillinen ruiskupuristuslaitteisto sisältää kuumennetun ruuvin tai suulakepuristimen, jossa on suutin, jonka läpi seos puristetaan muottipesään. Ekstruuderi kuumennetaan sen varmistamiseksi, että sideaine on nestemäisessä muodossa, ja suuttimen lämpötilaa valvotaan yleensä huolellisesti tasaisten olosuhteiden varmistamiseksi. Sopivasti myös muotin lämpötilaa ohjataan niin, että lämpötila on riittävän alhainen varmistamaan, että viherkappale on jäykkä, kun se poistetaan muotista. Vihreä kappale on suurempi kuin lopullinen tuote, koska sideaine voi peittää ison osan raakakappaleesta. Viherkappaleen jatkokäsittely sisältää sideaineen poiston ja sintrauksen. Sideaine voidaan poistaa kokonaan ennen sintrausta. Vaihtoehtoisesti sideaine voidaan poistaa osittain ennen sintrausvaihetta, jolloin sideaine poistetaan kokonaan sintrausvaiheen aikana. Sideaine voidaan poistaa liuottamalla sideaine liuottimeen tai kuumentamalla raakakappaletta sideaineen sulamiseksi, hajottamiseksi ja/tai haihduttamiseksi. Liuottimenpoistoa ja lämpöpoistoa voidaan käyttää myös yhdessä. Sintrausvaihe sisältää raakakappaleen kuumentamisen yksittäisten metallihiukkasten metallurgiseksi sitomiseksi yhteen. Sintraus AlMg1SiCu-metallijauheruiskuvaluosien valmistuksessa on yleensä samanlaista kuin perinteisessä jauhemetalliosien valmistuksessa. Sintrausvaiheessa käytetään yleensä ei-hapettavaa atmosfääriä metallin hapettumisen välttämiseksi. Metallin ruiskuvalussa sintrattaessa sideaineen poistamisen jälkeen jäljelle jäänyt huokoinen kappale tiivistyy ja kutistuu. Sintrauslämpötilaa ja lämpötilaprofiilia säädellään yleensä tiukasti esineen muodon säilyttämiseksi ja esineen muodonmuutosten estämiseksi sintrauksen aikana. Tällä tavalla verkkomuotoinen tuote voidaan ottaa talteen sintrausvaiheesta. Metalliruiskuvalu soveltuu esineiden valmistukseen melkein mistä tahansa metallista, joka voidaan valmistaa sopivaan jauhemuotoon. Alumiinin käyttö metallin ruiskuvalussa on kuitenkin vaikeaa, koska alumiinin tai alumiiniseoshiukkasten pinnalla aina oleva kiinnittyvä alumiinioksidikalvo estää sintraamisen. US-patentti nro 6 761 852, joka on myönnetty Advanced Materials Technologies Pte Ltd:lle, kuvaa metallin ruiskuvaluprosessia osien muodostamiseksi alumiinista ja sen seoksista. Tässä menetelmässä alumiinin tai alumiiniseosten jauheita sekoitetaan jauheiden kanssa, jotka sisältävät aineita, joiden sanotaan muodostavan eutektiikkaa alumiinioksidin kanssa, kuten piikarbidia tai metallifluorideja. Tämä hybridijauhe sekoitetaan sitten sideaineen kanssa, ruiskupuristetaan, sideaine poistetaan ja sintrataan. Julkaisun US6 761 852 menetelmässä piikarbidin tai metallifluoridin sanotaan muodostavan eutektisen seoksen alumiinioksidin kanssa, jonka oletetaan liuottavan alumiinioksidia tiiviin kosketuksen saavuttamiseksi alumiinipintojen välillä sintrauksen aikana. Hakijat eivät väitä, että tässä selostuksessa käsitelty tekniikan taso muodostaa osan Australiassa tai missään muussa maassa yleistä tietämystä. Ellei konteksti toisin määrää, koko tässä selityksessä termiä "sisältää" ja sen vastineita tulee tarkastella avoimessa merkityksessä.

KEKSINNÖN YHTEENVETO Esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan metallin ruiskuvalumenetelmä, joka mahdollistaa tuotteiden valmistamisen alumiinista, alumiiniseoksista ja alumiinimatriisikomposiiteista. Ensimmäisessä näkökohdassa esillä oleva keksintö tarjoaa menetelmän tuotteen muodostamiseksi metalliruiskuvalulla alumiinista tai alumiiniseoksesta, joka menetelmä käsittää vaiheen, jossa * muodostetaan tuote, joka sisältää alumiinijauhetta tai alumiiniseosjauhetta tai molempia ja valinnaisesti keraamisia hiukkasia, sideaineen ja sintrausapuaineen seos, joka sisältää matalan sulamispisteen metallia; ruiskuvalu seos; sideaineen poistaminen; ja sintraus; jolloin sintraus suoritetaan ilmakehässä, joka sisältää typpeä ja hapen absorboijan läsnä ollessa. Hapensitoja voi sisältää mitä tahansa metallia, jolla on korkeampi affiniteetti happea kohtaan kuin alumiinilla. Joitakin esimerkkejä sopivista metalleista käytettäviksi hapen absorboivina ovat alkalimetallit, maa-alkalimetallit ja harvinaiset maametallit. Jos hapen absorboijana käytetään useampaa kuin yhtä harvinaista maametallia, on edullista käyttää lantanidiryhmän harvinaista maametallia. Magnesium on edullinen metalli käytettäväksi hapen absorboijana, koska sillä on korkea höyrynpaine, se on helposti saatavilla ja suhteellisen halpa. Joissakin suoritusmuodoissa bulkkihapen absorboija voi sijaita sintrattavan tuotteen ympärillä sintrauksen aikana. Muissa suoritusmuodoissa jauhemainen hapen absorboija voi sijaita sintrattavan tuotteen ympärillä tai päällä sintrauksen aikana. Lisävaihtoehtona hapen absorboija voidaan sekoittaa alumiinin tai alumiinijauheseoksen kanssa tai seoksen kanssa, joka syötetään ruiskupuristuslaitteistoon. Toisessa suoritusmuodossa hapen absorboija on läsnä seokseen lisätyn seoksen komponenttina, kuten seokseen lisätyssä seosjauheessa. Esimerkiksi alumiinia ja magnesiumia (ja mahdollisesti muita komponentteja) sisältäviä seosjauheita voidaan lisätä tai sisällyttää seokseen. Esimerkkejä joistakin seoksista, joita voidaan lisätä seokseen, ovat Al{{0}},9-painot. /. Mg ja Al-2 paino. /. Cu-9,3 paino /. Mg-5.4 wt n/. Si. Haluamatta sitoutua teoriaan, keksijät olettavat, että hapensitoja poistaa kaiken hapen, joka saattaa olla läsnä osaa ympäröivässä ilmakehässä sintrauksen aikana. Hapen absorboijia voidaan käyttää myös vähentämään alumiini- tai alumiiniseoshiukkasia ympäröivää alumiinioksidia. Tämä auttaa hajottamaan hiukkasia ympäröivän alumiinioksidikerroksen, paljastaen tuoreen metallin ja mahdollistaen alumiinin tai alumiiniseoshiukkasten sintraamisen. Kuten edellä mainittiin, magnesium on sopiva hapen absorboija. Sen lisäksi, että magnesium on suhteellisen halpa, sillä on myös korkea höyrynpaine. Siten sintrausvaiheen aikana (joka tapahtuu korkeassa lämpötilassa) magnesiumhöyry voi ympäröidä sintrattavaa tuotetta. Sintrausapuaineita lisätään seokseen ennen seoksen ruiskupuristusta. Sintrausapuaineet ovat metalleja, joilla on alhainen sulamispiste. Sintrausapuaine voi esimerkiksi olla metallia, jonka sulamispiste on alempi kuin alumiinilla. Edullisesti sintrausapuaine käsittää matalan sulamispisteen metallia, joka on liukenematon kiinteään alumiiniin. Joitakin esimerkkejä sopivista sintrausapuaineista ovat tina, lyijy, indium, vismutti ja antimoni. Tinan on havaittu soveltuvan erityisen hyvin alumiinin ja alumiiniseosten sintraamiseen. Siksi tina on edullinen sintrausapuaine. Tina on edullinen sintrausapuaine käytettäväksi esillä olevassa keksinnössä, koska on havaittu, että tina estää alumiininitridin muodostumista sintrauksen aikana (täten vältetään ylimääräisen alumiininitridin muodostuminen, joka voi vaikuttaa haitallisesti lopullisen tuotteen ominaisuuksiin), ja myös sulan alumiinin pintajännitys muuttuu, mikä edistää nestemäisen alumiinifaasin hyvää jakautumista sintrauksen aikana. Metallijauheen ja sintrausapuaineen kokonaispainoon perustuen sintrausapuaineen lisätty määrä on enintään 1 0 painoprosenttia. Edullisesti sintrausapuainetta on läsnä määränä 0,1 - 10 painoprosenttia, edullisemmin 0,5 - 3 painoprosenttia, vielä edullisemmin noin. 2 painoprosenttia. Jos tinaa käytetään sintrausapuaineena, sitä voidaan lisätä määränä 0,1-10 painoprosenttia seoksesta, edullisemmin {{30} },5 - 4 painoprosenttia, vielä edullisemmin 0,5 - 2,0 painoprosenttia. Tina sulaa 232°C:ssa, paljon alhaisemmassa lämpötilassa kuin alumiini (66(TC), eikä siinä ole metallien välistä faasia. Tina on liukenematon kiinteään alumiiniin, jonka suurin kiintoaineliukoisuus on alle 0,15 prosenttia. Alumiini sekoittuu täysin nestemäiseen tinaan, jolloin muodostuu sekoittuva Lisäksi nestemäisen tinan pintajännitys on huomattavasti pienempi kuin alumiinin ja keksijät ovat osoittaneet, että tinamäärät voivat parantaa alumiinin kostutusominaisuuksia ja sintrauskäyttäytymistä.Tästä syystä tina on erityisen edullinen sintrausapuaine Sintrausvaihe suoritetaan typpiatmosfäärissä Haluamatta sitoutua teoriaan, keksijät olettavat, että sintrausvaiheen suorittaminen typpiatmosfäärissä voi edistää alumiininitridin muodostumista Keksijät olettavat, että alumiininitridin muodostuminen sintrausvaihe voi aiheuttaa vaurioita tai hajottaa alumiinioksidikalvon, joka yleensä ympäröi alumiinin tai alumiiniseoksen hiukkasia.Tinan käyttäminen sintrausapuaineena voi myös auttaa hallitsemaan AlN:n muodostumista, koska sintrauksen aikana muodostunut ylimääräinen alumiininitridi voi olla haitallista lopullisen tuotteen ominaisuuksille. Jos syöttöjauheena käytetään erittäin puhdasta alumiinia, keksijät ovat havainneet, että alumiinijauheen sintraus typpiatmosfäärissä voi johtaa alumiinin nopeaan muuttumiseen alumiininitridiksi. Koska alumiini voi muuttua alumiininitridiksi näissä tapauksissa Nopeasti, on olemassa vaara, että koko tuote muuttuu alumiininitridiksi. Tinan käyttö sintrausapuaineena voi rajoittaa ylimääräisen AlN:n muodostumista näissä tapauksissa. Haluamatta sitoutua teoriaan, keksijät olettavat, että muodostamalla alumiininitridiä typpiatmosfääri tuhoaa alumiinioksidikalvon alumiini- tai alumiiniseoshiukkasten pinnalla. Lisäksi oletetaan, että alumiinioksidikalvon tuhoutuminen saa aikaan alumiinin tai alumiiniseoshiukkasten sintrautumisen. Sintrausvaihetta suorittavan ilmakehän vesipitoisuus voi olla alhainen, esimerkiksi vesihöyryn A osapaine voi olla alle 0,001 kPa. Sintrausvaiheessa käytetyn ilmakehän kastepiste voi olla alle -60 asteen, edullisemmin alle -70 asteen. Kun magnesiumia käytetään hapen absorboijana, se reagoi hapen ja veden kanssa, mikä vähentää edelleen ilmakehän vesipitoisuutta. Vesihöyryn katsotaan olevan erittäin haitallista alumiinin sintrautumisen kannalta. Ilmakehä on typpeä sisältävä ilmakehä. Ilmakehä voi olla pääasiassa typpeä. Ilmakehä voi olla 100-prosenttisesti typpeä. Ilmakehä voi sisältää myös inerttiä kaasua. Inertti kaasu voi muodostaa pienen osan ilmakehästä. Ilmakehä voi olla olennaisesti hapeton ja vedytön. Tässä suhteessa sintrauksen aikana ilmakehään syötetty kaasu on sopivasti hapeton tai vedytön. Esillä olevassa keksinnössä käytetty sideaine voi olla mikä tahansa sideaine tai sideainekoostumus, jonka tiedetään sopivan sideaineeksi metalliruiskuvalussa. Kuten alan ammattilaiset tietävät, sitominen Sideaine on yleensä orgaaninen komponentti tai kahden tai useamman orgaanisen komponentin seos. Sideaine sisältää edullisesti termoplastisen komponentin, joka mahdollistaa sideaineen sulamisen kuumennettaessa. Sideaineen tulee olla myös raakaa ruiskupuristuksen jälkeen. Runko antaa tarpeeksi voimaa, jotta vihreää runkoa voidaan käsitellä. Edullisesti sideaine voidaan poistaa raakakappaleesta tavalla, joka säilyttää raakakappaleen eheyden sideaineen poiston aikana. Edullisesti poiston jälkeen liima Sideaine ei jätä jäämiä. Sideaine voidaan valmistaa useammasta kuin kahdesta materiaalista. Kaksi tai useampi sideaineen muodostava materiaali voidaan valita siten, että ne voidaan poistaa peräkkäin raakakappaleesta. Tällä tavalla on helpompi saavuttaa liiman hallinta Se helpottaa viherkappaleen muodon eheyden säilyttämistä sideaineen poistoprosessin aikana. Tässä suhteessa tulee ymmärtää, että jos sideaine poistetaan liian nopeasti, riski siitä, että vihreä kappale menettää muotonsa eheyden, kasvaa. Sideaine voidaan poistaa käyttämällä yhtä tai useampaa tunnettua tekniikkaa sideaineen poistamiseksi metalliruiskuvalussa. Sideaine voidaan poistaa esimerkiksi liuottamalla liuottimeen, lämpökäsittelyllä sideaineen sulattamiseksi, haihduttamiseksi tai hajottamiseksi, katalyyttisellä poistamisella tai kapillaaritoiminnalla. Sideaineen poistovaiheessa voidaan käyttää useampaa kuin kahta sideaineen poistotekniikkaa. Esimerkiksi sideaineen poiston ensimmäinen vaihe voi sisältää liuotinuuton, jota seuraa jäljellä olevan sideaineen lämpöpoisto. Alan ammattilaiset ymmärtävät, että voidaan käyttää laajaa valikoimaa sideainemateriaaleja. Joitakin esimerkkejä ovat orgaaniset polymeerit, kuten steariinihappo, vahat, parafiinit ja polyeteeni. Haluamatta rajoittua millään tavalla, keksijät ovat käyttäneet sideaineita, mukaan lukien steariinihappoa, palmuöljyvahaa ja korkeatiheyksistä polyeteeniä esillä olevaan keksintöön liittyvässä kokeellisessa työssä. Esillä olevassa keksinnössä käytetty sintrausvaihe sisältää raakakappaleen kuumentamisen lämpötilaan, jossa alumiini tai alumiiniseos sintrautuu muodostaen tiiviin kappaleen. Sintrausvaihe sisältää edullisesti kuumentamisen lämpötilaan noin 550 - noin 650 astetta, edullisemmin 590 - 640 astetta, edullisimmin 610 - 630 astetta. Sintrausajat voivat vaihdella. Yleensä korkeammissa sintrauslämpötiloissa käytä lyhyempiä sintrausaikoja. Periaatteessa sintrausajan tulisi olla tarpeeksi pitkä sen varmistamiseksi, että esine on tiivistynyt mahdollisimman paljon. On havaittu, että korkeintaan 2 tunnin sintraus lämpötilassa 620 - 630 astetta tarjoaa tyydyttävän. Esillä oleva keksintö kattaa kuitenkin sekä pidemmät sintrausajat että lyhyemmät sintrausajat. Sintrausvaiheessa käytettyä kuumennusnopeutta ja lämpöprofiilia säädellään tavallisesti tiukasti metalliruiskuvaluprosesseissa optimaalisten ominaisuuksien saavuttamiseksi lopullisessa tuotteessa. Alan ammattilaiset ymmärtävät helposti, kuinka määritetään sopiva sintrausvaiheessa käytettävä kuumennusnopeus ja lämpötilajakauma. Esillä olevan keksinnön menetelmää voidaan soveltaa alumiinimetalliin ja alumiiniseoksiin. Esillä olevassa keksinnössä voidaan käyttää mitä tahansa alumiiniseosta, mukaan lukien 1000-sarjan, 2000-sarjan, 3000-sarjan, 4000-sarjan, 5000-sarjan, 6000-sarjan, 7000-sarjan ja 8000-sarjan alumiiniseokset. Keraamiset hiukkaset voidaan sekoittaa alumiinin tai alumiiniseosjauheen kanssa alumiinimetallimatriisikomposiittien valmistamiseksi. Keraamisia hiukkasia käytetään parantamaan tai säätelemään sintrattujen tuotteiden ominaisuuksia. Tällaisia ​​ominaisuuksia voivat olla, mutta niihin rajoittumatta, kulutuskestävyys, kovuus tai lämpölaajenemiskerroin. Ei-rajoittavia esimerkkejä tyypillisistä keraamisista materiaaleista ovat SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN ja TiB2. Voidaan käyttää tunnetuissa metalliruiskuvalulaitteissa. Suorita esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä. Erityinen suoritusmuoto testaa erilaisia ​​seoksia ja jauhekoostumusta, hiukkaskokoa ja hiukkasten muotoa. D5 ( ) on pallomainen AA6061-jauhe, jonka nopeus on 10 pm, ja pallomainen tina, jonka hiukkasten halkaisija on ＜ 45 pm, on edullinen. Metallin ruiskupuristusraaka-aine sisältää 6061 jauheen sideainejärjestelmän, joka sisältää 2 painoprosenttia tinaa ja 3 painoprosenttia steariinihappoa, 52 painoprosenttia palmuöljyvahaa ja 45 painoprosenttia suuritiheyksistä polyeteeniä. Raaka-aineita sekoitettiin 165 asteessa 180 minuuttia. Rakeistuksen jälkeen raaka-aineet ruiskuvalettiin tavanomaisiksi vedetyiksi tankoiksi käyttämällä Arburg-muovauskonetta. Liuottimen irrotus suoritettiin n-heksaanissa 40 asteessa 24 tunnin ajan. Jäljelle jääneen sideaineen poisto ja sintraus yhdistettiin suljetussa putkiuunissa. Edullinen ilmakehä on erittäin puhdas typpivirtaus 1 litra/min. Kokeellisessa työssä käytetty lämpöprofiili on esitetty taulukossa 1. Magnesiumtangot asetettiin tuotteen ympärille sintrauksen aikana. Näin sintratulle materiaalille suoritettiin vetokokeet. Ekstensometrin asteikko Pituus on 25 mm ja ristipään nopeus on 0,6 mm/min. Ylä- ja alapinnan Rockwell-kovuus (HRH) mitataan 1/8 tuuman teräskuulalla ja 60 kg:n kuormalla.

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 painoprosenttia Mg-5,4 painoprosenttia/.Si-seoksia, nestepitoisuus lämpötilan funktiona. On havaittu, että sintraus AA6061 plus 7,5 % Al-2wt./.Cu 610 asteessa typessä - 9.3 wt./. Mg - 5,4 paino MSi plus 2 paino/. Sn-raaka-aineseos 2 tunnin ajan tuotti osan, jossa ei ollut vääristymiä ja jonka teoreettinen tiheys oli 97 prosenttia. Esimerkki - Tinan käyttöä yleisen Sn:n sintrausapuaineena on käytetty tehokkaana sintrauksen apuaineena puristetuissa tai tiivistämättömissä alumiiniseoksissa ja tiivistetyissä tuotteissa, jotka on valmistettu nopealla prototyyppien valmistuksella. Keksijät ovat osoittaneet, että tinalla on tärkeä rooli kierteitettyjen irtonaisten jauheiden ja jauheruiskupuristettujen alumiinipuristettujen tuotteiden sintrauksessa. Tina jää kuitenkin raerajoille sintrauksen jälkeen, koska tina on käytännössä liukenematon kiinteään alumiiniin. Ylimääräinen tina huonontaa mekaanisia ominaisuuksia, erityisesti sitkeyttä, mikä on erittäin toivottavaa jauheista valmistetuille alumiiniseoksille. Jauheruiskupuristettujen alumiinipuristettujen tuotteiden irrotettujen osien (ruskeiden osien) suhteellinen tiheys on vain noin 85 prosenttia. Polymeerisen sideaineen poistamisen jälkeen huokoisessa irrotetussa osassa on avoimia kanavia, jotka yhdistävät osien pinnat. Naaroitettujen irtopuuterien suhteellinen tiheys on vain noin 40-60 prosenttia, ja yhteenliittyvät huokoset voivat muodostaa avoimia kanavia pintaan. Näiden kanavien sulkemiseen tarvitaan suuri määrä nestettä. Edellisessä esimerkissä havaitsimme, että 4 prosenttia tinaa helpotti löyhästi tiivistetyn puhtaan alumiinijauheen sintrausta; 2 prosentin tinan lisääminen paransi jauheruiskuvalettujen AA6061-puristettujen tuotteiden sintrausta. Tässä esimerkissä minimoimme lisätyn tinan määrän säilyttäen samalla nestetilavuuden lisäämällä esiseostettua alumiinijauhetta. Suuren esiseostetun jauheen lisääminen auttaa myös lisäämään metalliseospitoisuutta sintratussa osassa ja lisäämään sen lujuutta. Tinapitoisuuden vähentäminen voi parantaa taipuisuutta. Tällä tavalla metalliseosjärjestelmän mekaanisia ominaisuuksia voidaan edelleen parantaa. Elementaarinen tina (<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.

Oikeuspyyntö

1. Menetelmä esineen muodostamiseksi metalliruiskuvalulla alumiinista tai alumiiniseoksesta, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa muodostetaan tuote, joka sisältää alumiinijauhetta tai alumiiniseosjauhetta tai molempia ja valinnaisesti keraamisia hiukkasia, sideainetta ja joka käsittää sintrausseoksen matalassa lämpötilassa sulavien metallien apuaineet; • mainitun seoksen ruiskupuristus; • mainitun sideaineen poistaminen; ja • sintraus; jolloin mainittu sintraus suoritetaan ilmakehässä, joka sisältää typpeä ja hapen absorboijan läsnä ollessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapen absorboija käsittää metallia, jolla on korkeampi affiniteetti happea kohtaan kuin alumiinilla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapen absorboija valitaan alkalimetallien, maa-alkalimetallien ja harvinaisten maametallien joukosta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapen absorboija on magnesium.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bulkkihapen absorboija sijoitetaan sintratun tuotteen ympärille sintrauksen aikana tai jauhemainen hapensitoja sijoitetaan sintratun tuotteen ympärille tai päälle sintrauksen aikana tai absorboi. Happiaine sekoitetaan alumiinin tai alumiinin kanssa. jauheseosta tai kun seos on lisätty ruiskupuristuslaitteistoon, tai hapenabsorboija on läsnä seokseen lisätyn seoksen komponenttina.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sintrausapuaine on metallia, jonka sulamispiste on alempi kuin alumiinilla ja joka on liukenematon kiinteään alumiiniin.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sintrausapuaine käsittää tinaa.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sintrausapuainetta on läsnä enintään 10 painoprosenttia metallijauheen ja sintrausapuaineen kokonaispainosta laskettuna.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sintrausapuainetta on läsnä määrä, joka vaihtelee välillä 0,1 - 10 painoprosenttia.

10. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, jossa sintrausapuainetta on läsnä 0,5 - 3 painoprosenttia.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmakehässä, jossa sintrausvaihe suoritetaan, on alhainen vesipitoisuus, jolloin vesihöyryn osapaine on alle 0,001 kPa.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sideaine käsittää termoplastisen komponentin, joka kykenee saamaan sideaineen sulamaan kuumennettaessa.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sideaine on valmistettu kahdesta tai useammasta materiaalista ja materiaalit valitaan siten, että ne poistetaan peräkkäin raakakappaleesta.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sideaine poistetaan liuottamalla liuottimeen, sulattamalla, haihduttamalla tai hajottamalla sideaine lämpökäsittelyllä, katalyyttisellä poistamisella tai kapillaaritoiminnalla.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sideaineen poistamiseksi käytetään kahta tai useampaa sideaineen poistotekniikkaa.

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sideaine käsittää steariinihappoa, palmuöljyvahaa ja suuritiheyksistä polyeteeniä.

17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sintrausvaihe sisältää raakakappaleen kuumentamisen lämpötilaan, jossa alumiini tai alumiiniseos sintrautuu muodostaen tiiviin kappaleen.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila on alueella noin 550 - noin 650 astetta.

19. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seos sisältää keraamisia hiukkasia, jotka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat SiC, A1203, AIN, Si02, BN ja TiB2.

20. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmakehä käsittää typpeä tai typpihiutaleiden ja inertin kaasun seosta.

21. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmakehä on olennaisesti hapeton tai vedytön. Täysi tiivistelmä Esillä oleva keksintö koskee metallin ruiskuvalua.

Erityisesti esillä oleva keksintö koskee menetelmää AlMg1SiCu-metallijauheen ruiskuvalettujen osien kappaleen muodostamiseksi alumiinin tai alumiiniseoksen metalliruiskuvalulla, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa muodostetaan tuote, joka sisältää alumiinijauhetta tai alumiiniseosjauhetta tai molempia, ja valinnaisesti läsnä on keraamisten hiukkasten, sideaineen ja sintrausapuaineen seos, joka sisältää alhaalla sulavaa metallia; ruiskuvalu seos; sideaineen poistaminen vihreän kappaleen muodostamiseksi; viherkappaleen sintraus typpeä sisältävässä ilmakehässä ja happea absorboivan aineen läsnä ollessa Sintraus suoritetaan, kun läsnä on.

Metallin ruiskupuristusprosessi

Havaintojärjestelmät