171391. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diszperzióval erősített aluminium ötvözetlemezek előállítására

7 171391 8 átlagos intermetallikus részecskeméret és a részecskék távolsága egymástól a megmunkálás után a fentiekben megadott méreteken belül van. Nyilvánvaló, hogy minél finomabbak a dendrit cellák, vagyis minél gyorsabb a növekedési sebesség, annál több alumínium dendrit mennyiség engedhető meg a végtermék kívánt struktúrájának elérése mellett. Egyes esetekben 50—60 tf% alumínium dendrit is megengedhető közvetlen-hűtéses, folyamatos öntési módszerrel öntött viszonylag vastag öntecsekben, de a hengerelt termékek tulajdonságai progresszíven csökkennek a dendritek mennyiségének növekedésével. Vékony, maximálisan 25,4 mm vastag anyag öntésénél, ahol különlegesen nagy hűtési sebesség érhető el. igen kis méretű (5ß nagyságrendű) alumínium dendritekből még ennél nagyobb mennyiség is megengedhető, feltéve, hogy a dendritek elég kicsiny méretűek, és a mechanikai tulajdonságok nem romlanak számottevően. Ha az ötvözet-öntvényt hengerléssel vagy extrudálással alakítjuk, az antermetallikus pálcikák nem véletlenszerűen töredeznek szét, hanem hossztengelyükre merőlegesen egyenletesen töredeznek szegmensekre, ezáltal egyenletes, némileg nyújtott részecskék jönnek létre, amelyeknek átmérője az eredeti intermetallikus pálcikák átmérőjének felel meg. Ezek a részecskék az öntecs soron következő megmunkálása során a duktilis fém-matrixban egyenletesen diszpergálódnak. Mivel a részecskék mérete kicsiny ezért azok a térfogat kis részét foglalják el (a térfogattört kicsiny), és mivel egyenletesen oszlanak el a mátrixban, ezért nem befolyásolják hátrányosan az anyag szívósságát vagy alakíthatóságát. Az intermetallikus pálcikák aprításával képződött részecskék nagyrészének alaki tényezője (a hossz és átmérő viszonyszáma) 1 : 1 és 1 : 5 között van. Ezzel ellentétben, az öntött ötvözetben a pálcikaszerű intermetallikumok átlagos hossza általában lényegesen nagyobb, több mint az átmérő 100-szorosa. A találmány szerinti eljárással előállított hengerelt termékek bizonyos fokig anizotropok. Előnyös, ha ezt az anizotrópiát kis mennyiségű Cu és/vagy Mg - mely elemek az Al fázisban szilárd oldatban maradnak, és ismert módon növelik a szilárdságot — bevitelével csökkentjük. Jól alakítható hengerelt termékek — például sajtolt autokarosszéria-elemek - gyártásánál megengedett a termék szilárdsági tulajdonságai bizonyos mértékű feláldozása annak érdekében, hogy a kívánt formázhatóságot és bizonyos esetekben az öntés kezdeti szakaszában ép, repedésmentes öntecsek előállítását biztosítsuk. Ennek érdekében, valamint azért, hogy hengerelt termékeknek a találmány szerinti eljárással történő előállításánál a durva, primer intermetallikus részecskék képződését megakadályozzuk, előnyös, ha a fő ötvöző elemek mennyisége az eutektikus összetételnek megfelelő mennyiségnél valamivel kisebb (90-100%). Diszperzió erősítésű alumíniumötvözetek előállításánál a találmány szerinti eljárás a legáltalánosabban olyan „eutektikus összetételeknél" alkalmazható, melyekben legalább 1,2% Fe, legalább 1,1% Ni, legalább 0,3% Mn és legalább 0,5% szilícium elemek közül kettő vagy több van jelen. E fő ötvözőelemek olyan ossz-mennyiségben kell jelen legyenek, hogy az intermetallikus fázis 5,0-20 térfogat%-át szolgál-5 tassák, emellett ezek az ötvözetek egyéb elemeket is tartalmazhatnak olyan mennyiségben, amely nem befolyásolja a finqrn pálcikaszerű intermetallikus fázisok növekedését. A találmány szerinti eljárás egyik legkülönösebb alkalmazása új, diszperzió 10 erősítésű Al-Fe-Mn és Al-Fe-Ni kovácsolt ötvözetek előállítása olyan „eutektikus összetételű" öntvények megmunkálása útján, amelyeket olyan körülmények között hozunk létre, hogy megfelelő méretű (és megfelelően elhelyezkedő) pálcika alakú inter-15 metallikus fázisok képződjenek. Fe-t és Ni-t, mint fő ötvöző elemeket tartalmazó ötvözeteknél a teljes Fees Ni-tartalom 0,5%-ig terjedő mennyiségben azonos mennyiségű Co-val helyettesíthető. 2o A szükséges szerkezetű ötvözet-öntvény előállítása után a rideg intermetallikus fázis diszpergált részecskékké aprítását az ötvözet-öntvény meleg vagy hideg megmunkálásával, egy sor módszerrel történhet. Az intermetallikus pálcikák aprításával képződött ré-25 szecskák szükséges diszpergálása céljából legalább 60%-os vékonyítás szükséges. Ügyelni kell arra, hogy az öntecs meleg megmunkálását megelőző hevítés alatt hogyan választjuk meg az idő/hőfok körülményeket, de a megfelelő körülmények megválasztása 30 nem okoz nagy gondot. AI—Fe—Mn és AI—Fe—Ni eutektikumok esetében az öntecs például 1 órán át 500 C°-on hevíthető meleg megmunkálás előtt. Hengerelt termékek előállításánál a kezdeti öntecs 35 vékonyítása nagyobbik részét előnyös meleg hengerléssel végezni, de szintén előnyös ezután hideg hengerlést alkalmazni a meleg hengerelt lemez további 10%-os és előnyösen legalább 50%-os vékonyítása végett, hogy az alumínium mátrixban létrehozzuk a 40 kívánt diszlokációs sejtstruktúrát. A „hideg megmunkálás"-on azt értjük, hogy az ötvözetet kb. 250 C° alatti hőfokon munkáljuk meg, A hidegen megmunkált ötvözetet 200C°-on vagy magasabb hőfokon tarthatjuk a visszaalakulás vagy 45 újrakristályosítás végett. Még ha a további feldolgozás, mint zománcozás vagy keményforrasztás a hidegen megmunkált anyagban átkristályosodást is idéz elő, az anyag aránylag jó tulajdonságai megmaradnak. Az ilyen kezelés következtében 50 kialakuló igen finom szemcse-méret az anyag jó mechanikai tulajdonságaihoz nagy mértékben hozzájárul. A találmány szerinti eljárás különösen alkalmas a konvencionális 0,01-2,54 mm vastag hengerelt leme-55 zek előállítására. A találmány szerinti eljárás különösen alkalmas az ötvöző anyagok szempontjából viszonylag olcsó, jól formázható alumínium öntvénylemezek előállítására, melyeknek magas hőfokon végzett kezelés, mint 60 zománcozás és keményforrasztás után nagyobb szilárdsága van, mint a jelenleg e célra használt konvencionális ötvözeteknek. Ez a javított minőségű lemez a fentemlített Al-Fe-Mn és Al-Fe-Ni eutektikus összetételű ötvözetek használatán alapszik. 65 Ezekből az esetleg Mg- és/vagy Cu- és/vagy Al-Fe-Ni 4