C - Chemistry – Metallurgy – 22 – C
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
22
C
C22C 1/04 (2006.01) B22F 7/00 (2006.01) B22F 9/04 (2006.01) C22B 5/04 (2006.01) C22B 34/12 (2006.01) C22C 14/00 (2006.01)
Patent
CA 2301103
Titanium based metal matrix composites reinforced with ceramic particulate are well known, based on a blend of titanium alloy powders with ceramic powders, e.g., aluminium oxide powders, utilising a low energy ball milling process, followed by cold compacting and sintering to produce an appropriate composite. This prior art process is disadvantaged from the point of view that there are virtually no particles in the blend below the micrometer size range, which lack has a deleterious effect on the subsequent processing of the composite. This problem has been overcome by utilising dry high energy intensive milling in the process, which has the effect of providing the necessary number of small particles below the micrometer size range, as well as enhancing the reactivity of different particles with one another. In order to produce a titanium base alloy alumina metal matrix composite, titanium dioxide powder is blended with aluminium powder and subjected to dry high energy intensive milling until the separate particle phases achieve a size of 500 nanometres maximum. The intermediate powder product is then heated to form the titanium alloy/alumina metal matrix composite in which the ceramic particles have an average diameter of no more than 3 µ, and the oxide consists of more than 10 % and less than 60 % by volume fraction of the total composite. The composites have extensive application to tough and strong engineering alloys.
Les composites à base de titane à matrice métallique renforcé de particules de céramique sont bien connus. Ils sont généralement à base d'un mélange de poudres d'alliage de titane avec des poudres de céramique telles que des poudres d'oxyde d'aluminium. On utilise pour cela un broyage basse puissance à boulets, puis on continue par un compactage à froid et un frittage aboutissant à la production d'un composite convenable. Les procédés selon l'état antérieur de la technique présentent l'inconvénient que le mélange obtenu ne comporte pratiquement pas de particules d'une taille inférieure au micromètre, absence qui entraîne des effets néfastes pour la suite du traitement du composite. Pour résoudre ce problème, on a recours pendant le traitement à un broyage haute puissance intensif à sec, ce qui a pour effet, non seulement de produire la quantité nécessaire de petites particules de taille inférieure au micromètre, mais aussi d'augmenter la réactivité des différentes particules entre elles. Pour produire un tel composite à base de titane à matrice métallique en aluminium d'alliage, on prend une poudre de dioxyde de titane que l'on mélange à de la poudre d'aluminium, et que l'on soumet à un broyage haute puissance intensif à sec jusqu'à ce que les phases particulaires séparées atteignent une taille particulaire n'excédant pas 500 nm. On chauffe ensuite la poudre intermédiaire obtenue de façon à former un composite à matrice métallique à base d'alliage de titane et d'alumine dans lequel les particules de céramique présentent un diamètre moyen n'excédant pas 3 µ. En l'occurrence, l'oxyde constitue entre 10 % et 60 % de la fraction de volume du composite total. Ces composites conviennent pour les applications industrielles nécessitant des alliages denses et résistants.
Newby Martyn Rohan
Ying Danyang
Zhang Deliang
Dennison Associates
Titanox Developments Limited
LandOfFree
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