Металлические композиционные материалы с дисперсным упрочнителем, страница 11

Существуют следующие принципы расположения армирующих компонентов в КМДУ:

­  регулярное или повторяющееся при относительной однородности структуры и плотности;

­  переменное (хаотическое, градиентное, ступенчатое с ориентацией или без нее).

С точки зрения стоимости наиболее дорогими следует считать волокнистые КМ из-за высокой стоимости волокнистого упрочнителя. Наиболее дешевыми можно считать КМ литые, армированные частицами. К КМ средней стоимости можно отнести получаемые методами порошковой металлургии и пропитки.

1.2. Введение частиц в расплав

Способы введения упрочняющих частиц в матричный расплав:

­  механическое замешивание,

­  ультразвуковое воздействие,

­  подача в струе газа,

­  расплавление гранул из основного металла и упрочнителя,

­  введение в расплав капсул или таблеток со смесью упрочнителя и флюса.

Образование частиц упрочняющей мелкодисперсной фазы в металлическом матричном расплаве возможно в результате реакции в процессе плавки. Например, в случае получения алюминиевой матрицы, упрочненной частицами Al₂O₃, возможно применение метода внутреннего окисления (исходный расплав продувается кислородом в индукционной печи при  при перемешивании расплава), а также использовании высококонцентрированных лигатур с Al₂O₃, приготовленных методом внутреннего окисления. Лигатуры на основе алюминия с 10 – 15%Al₂O₃ в виде дисперсных частиц можно получить внутренним окислением алюминия химически малоустойчивыми оксидами и сильными окислителями с наложением электрического поля. Лигатуры с массовой долей до 50% можно получить металлизацией карбидных порошков (карбиды титана, бора, циркония) жидким алюминием или силумином в нейтральной среде.

1.2.1. Технология замешивания упрочняющих частиц в расплав

При введении и замешивании частиц в матричный расплав основной целью является равномерное распределение частиц в расплаве. Частицы плохо усваиваются расплавами из-за разницы в плотности, низкой смачиваемости или полной несмачиваемости частиц расплавами, наличия сорбированных газов на поверхности частиц, интенсивного окисления и даже горения частиц.