СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-СВИНЕЦ-ОЛОВО
METHOD OF PRODUCING ALLOYS FROM ALUMINIUM-BASED IMMISCIBLE COMPONENTS

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству сплавов на основе алюминия с несмешивающимися компонентами.
Наиболее близким к предложенному является способ получения сплавов на основе алюминия системы алюминий-свинец-олово (РФ 2089640 С1, С22С 1/02, 10.09.1997).
К недостаткам этого способа следует отнести:
- необходимость нагрева до 910°С, что приводит к повышению токсичности процесса с участием свинца;
- получение объемного распределения олова и свинца, что неоправданно для антифрикционных сплавов;
- большие энергозатраты.
Предлагаемый способ получения сплавов на основе алюминия системы алюминий-свинец-олово обеспечивает минимальную токсичность процесса путем применения низких температур без плавления заготовок и снижение энергозатрат путем сокращения длительности процесса.
Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ, обеспечивается тем, что процесс основан на монотектической реакции, возникающей в результате приведения в контакт эвтектического свинцово-оловянного сплава с алюминиевой заготовкой. В результате данной реакции идет интенсивное проникновение сплава в алюминий и равномерное распределение в нем.
Заявляемый способ включает в себя контактное плавление алюминия и легкоплавкого компонента в качестве легкоплавкого компонента с использованием эвтектического свинцово-оловянистого сплава и контактное плавление, которое осуществляют при 600-655°С в течение времени из расчета 1 минута на 1 мм толщины алюминиевой заготовки.
Температурный интервал обусловлен следующим.
Ниже температуры 600°С жидкотвердофазная реакция в данной системе не идет, сплав не образуется. Выше температуры 655°С возможно оплавление твердой алюминиевой матрицы. Время выдержки составляет 1 минут на 1 мм толщины алюминиевой заготовки.
Пример реализации данного способа.
Предложенным способом был получен сплава на основе системы Аl-Pb-Sn. Алюминиевые образцы были приведены в контакт со сплавом свинца и олова эвтектического состава при температурах 595, 600, 630, 655, 660°С в течение 10 минут, после чего охлаждены на воздухе (таблица 1). Полученные образцы сплава при 630°С показали при испытаниях повышенные служебные характеристики по сравнению с прототипом (таблица 2).
Таблица 1
Температура процесса
595°С
600°С
630°С
655°С
660°С
Сплав не получился. Не произошло проникновения Pb-Sn в алюминиевую матрицу.
Сплав получился. Наблюдается недостаточное равномерное распределение в алюминиевой матрице.
Сплав получился. Равномерное распределение в алюминиевой матрице Рb и Sn.
Сплав получился. Равномерноераспределение в алюминиевой матрице Рb и Sn.
Сплав не получился. Оплавление алюминиевой матрицы, ликвация свинца.
Таблица 2
Прочность на разрыв, МПа
Линейный износ после 60 мин испытаний, мкм
Прототип
40-75
110-122
Сплав по предложенному способу
116-131*
96-104
* поскольку прочность получаемых образцов зависит в основном от прочности исходного материала, то она может быть значительно повышена за счет предварительного легирования алюминия.
Из представленных результатов следует, что использование заявляемого способа получения сплавов из несмешивающихся компонентов на основе алюминия обеспечивает минимальную токсичность процесса и снижение энергозатрат путем сокращения длительности процесса при производстве сплавов системы алюминий-свинец-олово.