Металлические композиционные материалы с дисперсным упрочнителем, страница 6

9)  смешивание расплавленных сплавов, в основном металле которых есть компоненты, образующие при кристаллизации дисперсные интерметаллидные соединения (металлургический метод).

Механическое смешивание – один из наиболее простых способов получения смесей. Металлические порошки матрицы в смесителях или мельницах смешиваются с порошками упрочняющей фазы. Это наиболее дешевый и технологически приемлемый способ получения смесей, однако в ряде случаев он не обеспечивает равномерного распределения упрочняющей фазы, что особенно ощутимо при большом различии в насыпной плотности порошков.

Выбирая оборудование для этой операции, нужно учесть возможное поверхностное окисление, т.е. сродство порошков к кислороду, а также измельчение и изменение морфологии упрочняющей фазы.

Наиболее мелкодисперсные порошки металлов получают карбонильным способом или применением плазмохимических процессов. При этом оксиды тугоплавких металлов (W, Mo) следует восстанавливать в среде водорода при умеренных температурах (не более 850⁰С), учитывая, что нарушение тепловых режимов получение WO₃ и MoO₃ приводит к «наследственному» сохранению зернистости.

Метод «химического смешивания» - разновидность механического смешивания. Он позволяет в определенной степени исключить влияние различия в форме, размерах и плотности смешиваемых компонентов. В этом случае металлический порошок смешивается с раствором соли, которая в процессе перемешивания затвердевает. Растворитель удаляется за счет повышения температуры при поверхностных процессах.

Термическое разложение смеси солей обеспечивает более равномерное распределение упрочняющей фазы, чем механическое смешивание порошков. Раствор солей матричного металла и упрочнителя быстро замораживают. Избыток растворителя удаляется возгонкой в сравнительно неглубоком вакууме. Выделившиеся из раствора соединения подвергают термическому разложению до смеси оксидов, которые восстанавливаются в водороде.

Чтобы приготовить порошки для производства сплавов САП, распыляют жидкий алюминий, а полученные капли размалывают и комкуют в шаровых мельницах в присутствии стеариновой кислоты. Стеариновую кислоту вводят для того, чтобы исключить процессы холодной сварки частиц при размоле, кроме того она проникает в микротрещины и способствует ускоренному разрушению частиц. При 80⁰С наблюдается постоянное сокращение жировой добавки, что определяет завершение процесса разрушения (насыпная плотность при этом достигает 1,0 г/см³).