Способ получения слоистых композиционных материалов титан-магний
METHOD OF PRODUCING LAMINATED TITANIUM-MAGNESIUM COMPOSITE MATERIALS

Изобретение относится к производству композиционных материалов, в частности к производству слоистых композиционных материалов титан-магний.
Известен также способ получения слоистых композиционных материалов (Способ получения слоистых композиционных материалов сталь-алюминий; Патент №2437770 от 27.12.2011 г.), по которому стальные листы предварительно покрывают водным раствором флюса, удаляют влагу, а затем собирают в пакеты и пропитывают в алюминиевом расплаве с температурой перегрева на 50-100°С выше линии ликвидус алюминиевого сплава. Этот способ обеспечивает получение композиционных материалов сталь-алюминий и не обеспечивает получение качественной адгезионной связи между титаном и магнием при производстве композиционных материалов титан-магний.
Известен способ получения слоистых композиционных материалов, содержащих слои титана и магния (Ю.П. Трыков, Л.М. Гуревич, Д.В. Проничев. Композиционные переходники Монография; ВолгГТУ. - Волгоград, 2007. -328. с..), который принят за прототип. По этому способу предварительно собирается пакет из листов, содержащий титан и магний и проводится их сварка взрывом, прокатка и термическая обработка. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость процесса изготовления слоистых композиционных материалов, ограничения по номенклатуре изготавливаемых изделий и их высокая стоимость.
Техническим результат изобретения - повышение прочности сцепления магния и титана в слоистых композиционных материалах титан-магний, снижение стоимости и трудоемкости их изготовления.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что предварительно наносится водный раствор активирующего флюса на титановые листы, удаляется влага, а затем собирают их в пакеты и пропитывают в магниевом расплаве с температурой перегрева выше линии ликвидус магниевого сплава на 50-100°С. В отличие от прототипа перед нанесением флюса поверхность титана покрывается слоем алюминия, а активирующий флюс содержит LiCl; KCl; NaCl; NaF при следующем соотношении компонентов, %:
LiCl 40-50%;
KCL 30-40%;
NaCl 5-10%
NaF 5-10%
Такая совокупность новых признаков с известными обеспечивает смачивание, растекание расплавленного магния по титану, образование адгезионной связи между слоями композита, что способствует повышению их прочности сцепления и снижению стоимости и трудоемкости изготовления композиционных материалов титан-магний.
Способ заключается в том, что титановые листы предварительно покрывают слоем алюминия, затем их покрывают водным раствором активирующего флюса, удаляют влагу, собирают в пакеты и пропитывают в магниевом расплаве с температурой перегрева на 50-100°С выше линии ликвидус магниевого сплава. В качестве активирующего используют флюс, содержащий LiCl; KCl; NaCl; NaF при следующем соотношении компонентов, %:
LiCl 40-50%;
KCl 30-40%;
NaCl 5-10%
NaF 5-10%
Температуры расплава выбирается из условия обеспечения высокой жидкотекучести магниевого расплава.
Наличие слоя алюминия на поверхности титана и использование активирующего флюса, указанного состава, обеспечивает смачивание, растекания жидкого магния по титану и образование адгезионной связи между компонентами композиционного материала. Это способствует повышению прочности сцепления магния и титана при производстве композиционных материалов и снижению стоимости и трудоемкости их изготовления.
Примером применения предлагаемого способа является изготовление слоистого композиционного материала титан-магний. Титановые листы толщиной 1 мм предварительно покрывают слоем алюминия известными способами, опускают в водный раствор флюса, содержащего LiCl-50%; KCl-35%; NaCl-8%; NaF-7%, извлекают и просушивают до полного удаления влаги. Затем титановые листы собирают в пакеты с зазором 0,5 мм и опускают в ванну из жидкого магния Мг95 с температурой 740°С, выдерживают в жидкометаллической ванне 5-10 с и извлекают.
Наличие слоя алюминия на поверхности титана и использование активирующего флюса, указанного состава, обеспечивает смачивание, растекания жидкого магния по титану и образование адгезионной связи между компонентами композиционного материала, что способствует повышению прочности сцепления магния и титана при производстве композиционных материалов. Предлагаемый способ изготовления композиционных материалов титан-магний по сравнению с прототипом отличается более низкой стоимостью и трудоемкостью.
Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.