Способ изготовления двухслойных пористых изделий из порошков никеля
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВ НИКЕЛЯ, включающий прессование внутреннего слоя из порошка с размером частиц менее 10 мкм, совместное прессование порошка внешнего сдоя с заготовкой из порошка внутреннего слоя и последуюш,ее совместное спекание, отличающийся тем, что, с целью получения полых изделий, обеспечивающих минимальное критическое давление не менее 40 кПа и повышения степени очистки и разделения газожидкостных сред, перед прессованием порошки никеля смешивают с гомогенизированным парафином, после прессования заготовку внутреннего слоя спекают, затем ее помешают на стержень, совместное прессование осушествляют под давлением 9,8- 14,7 МПа, причем внешний слой прессуют из порошка с размером частиц 40-100 мкм, а прессование осуществляют гидростатически . (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19! ((11!
2 А
2 3/1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1"
Щ с
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3454815I22-02 (22) 17.06.82 (46) 15.06;84. Бюл. № 22 (72) В. Д. Собко, В. И. Сапожников, О. В. Мельникова, P. А. Хайкин, 3. В. Горячева, Л. Х. Абрамов, P. Ф. Кузнецов и В. М. Иванов (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро химического и нефтяного машиностроения (53) 621.762.4:621.762.5 (088.8) (56) 1. Заявка ФРГ № 2262400, кл. В 22 F 7/02, 1974.
2. Патент СФРЮ № 25949, кл. 40-1i2-1-2с, 1966. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ДВУХСЛОЙНЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ПОРОШКОВ НИКЕЛЯ, включающий прессование внутреннего слоя из порошка с размером частиц менее 10 мкм, совместное прессование порошка внешнего слоя с заготовкой из порошка внутреннего слоя и последующее совместное спекание, отличаюи1ийся тем, что, с целью получения полых изделий, обеспечивающих минимальное критическое давление не менее 40 кПа и повышения степени очистки и разделения газожидкостных сред, перед прессованием порошки никеля смешивают с гомогенизированным парафином, после прессования заготовку внутреннего слоя спекают, затем ее помешают на стержень, совместное прессование осуществляют под давлением 9,8—
14,7 МПа, причем внешний. слой прессуют из порошка с размером частиц 40 — 100 мкм, а прессование осуществляют гидростатически.
1097452
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления двухслойных капиллярно-пористых полых изделий из порошков никеля, предназначенных для тонкой очистки и разделения газожидкостных сред.
Известен способ изготовления двухслойных полых изделий из металлических порошков, включающий предварительное гидростатическое прессование заготовки в эластичной оболочке, засыпку порошка в зазор между заготовкой и эластичной оболочкой, повторное гидростатическое прессование (1), Недостатком известного способа является невозможность получения капиллярнопористых изделий, обеспечивающих минимальное критическое давление не менее
40 кПа, и недостаточная степень очистки и разделения газожидкостных сред.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ изготовления двухслойных пористых изделий из порошков никеля, включающий прессование внутреннего слоя из порошка с размером частиц менее
10 мкм, совместное прессование порошка внешнего слоя с заготовкой из порошка внутреннего слоя и последующее совместное спекание (2) .
Недостатком известного способа является невозможность получения полых изделий, обеспечивающих минимальное критическое давление не менее 40 кПа, и недостаточная степень очистки и разделения газожидкостных сред.
Цель изобретения — получение полых изделий, обеспечивающих минимальное критическое давление не менее 40 кПа и повышение степени очистки и разделения газожидкостных сред.
Для достижения поставленной цели согласно способу изготовления двухслойных пористых изделий из порошков никеля, включающему прессование внутреннего слоя из порошка с размером частиц менее 10 мкм, совместное прессование порошка внешнего слоя с заготовкой из порошка внутреннего слоя и последующее совместное спекание, перед прессованием порошки никеля смешивают с гомогенизированным парафином, после прессования заготовку внутреннего слоя спекают, затем ее помещают на стержень, совместное прессование осуществляют под давлением 9,8 — 14,7 МПа, причем внешний слой прессуют из порошка с размером частиц 40 — 100 мкм, а прессование осуществляют гидростатически.
Повышение грязеемкости фильтроэлемента происходит в том случае, когда двухслойное пористое изделие изготовлено из порошков разных фракций. Выбор размера частиц внутреннего слоя определяется заданной величиной минимального критического давления, а размер частиц наружного
50 слоя должен обеспечивать получение капиллярно-пористой структуры со значениями величин размера пор, соизмеримыми с размером частиц внутреннего слоя.
Спекание первого слоя, спрессованного из смеси порошка карбонильного никеля с содержанием частиц размером ниже 10 мкм не менее 80 вес.о/o и органического наполнителя, обеспечивает заданную величину минимального критического давления не менее 40 кПа и требуемую пористость. Кроме того, экспериментально установлено, что повторное спекание первого слоя при более высоких температурах, необходимых для спекания второго слоя, несущественно уменьшает пористость первого слоя при незначительном повышении величины его минимального критического давления. Проведение второй стадии гидростатического прессования при давлении 9,8 — 14,7 МПа позволяет сохранить капиллярно-пористую структуру спеченного слоя и, следовательно, заданную величину минимального критического давления. Разветвленная форма и размеры частиц электролитического никеля ниже 100 мкм обеспечивают достаточную для последующей операции спекания прочность спрессованного двухслойного изделия и позволяют получать в данном диапазоне давлений гидростатического прессования капиллярно-пористые структуры со значениями величин размера пор, соизмеримыми с размером частиц внутреннего слоя. Введение в порошок электролитического никеля органического наполнителя, например гомогенизированного парафина, повышает пористость спеченного слоя.
Сочетание малых значений размеров пор второго слоя (8 — 12 мкм) с высокой степенью пористости (40 — 50 /o1 обеспечивает повышение грязеемкости двухслойного капиллярно-пористого полого изделия при сохранении заданной величины минимального критического давления не менее 40 кПа.
Повышение давления второй стадии гидростатического прессования выше 4.7 МПа приводит к деформации спеченного слоя, а понижение давления ниже 9,8 МПа не обеспечивает получение двухслойной прессовки с достаточно прочным спрессованными, слоем.
Гидростатическое прессование порошка эл ктролитического никеля с размером частиц более 100 мкм не позволяет получить достаточно прочный прессованный слой в диапазоне давлений 9,8 — 14,7 МПа.
Пример. Изготовляют двухслойные капиллярно-пористые полые изделия из порошков никеля размером 3,5х7х200 мм. В качестве исходного материала первого слоя используют смесь порошка карбонильного никеля ПНКОТ-2 с размером частиц ниже
10 мкм не менее 80 вес. /о и 4 вес.% гомогенизированного парафина.
1097452 получается достаточно прочным и двухслойные изделия с напрессованным слоем легко снимаются со стержня. После чего проводится спекание при 1120 Ñ в течение 2,5 ч.
Результаты приведены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, величина минимального критического давления двухслойного капиллярно-пористого полого изделия, изготовленного по предложенному способу, определяется первым спеченным слоем, а размер частиц второго слоя определяет его производительность и, следовательно, грязеемкость.
Эксплуатационные характеристики двухслойных капиллярно-пористых полых изделий из порошков никеля в зависимости от гранулометрического состава порошка приведены в табл. 2.
Минимальное критическое давление двухслойного капиллярно-пористого полого изделия, изготовленного по предложенному
20 способу, соответствует данной характеристике спеченного первого слоя, а грязеемкость выше, чем однослойного изделия.
Таблица 1
Спеченный первый слой
Способ изготовления
Минимальное критическое
Давле—
Минималь—
Производительность по воде при
981 Па, м /с
Производительность по ние ное критическое прессо— давление, кПа воде
Р=981 Па, м /с вания, МПа давление, кПа
Предлалаемый 56, 8-59, 8 (5-6, 7) х10 9, 8
-5 (2,5-3,0) 10
58,8-62,4
5 (2,3 — 3,2). 10
59,4-62,7
14,7
Известный (1, 2-1, 5) 10
24,5-28,3
Первая стадия гидростатического прессования проводится при давлении 83,5 МПа.
Внутренний диаметр эластичной оболочки
7,8 мм.
Прессовки первого слоя спекают при
930 С в течение 2 ч. Спеченный первый слой помещают на стальной стержень, обеспечивающий зазор 0,2 — 0,3 мм и вводят в эластичную оболочку диаметром 9,7 мм. В зазор между спеченным первым слоем и эластичной оболочкой засыпают смесь порошка никеля электролитического ПНЭ-1 с размером частиц менее 100 мкм и 9 вес.о/q гомогенизированного парафина.
Вторая стадия гидростатического прессования проводится при давлении 14,7 МПа.
При давлении выше 14,7 МПа спеченный слой деформируется, снятие элемента со стержня затруднено и приводит к разрушению прессованного наружного слоя. При давлении прессования ниже 9,8 МПа спрессованный слой после извлечения изделия из эластичной оболочки осыпается. В диапазоне давлений 9,8 — 14,7 МПа спрессованный слой
Двухслойное пористое полое изделие
1097452
Таблица 2
Двухслойное капиллярно-пористое полое изделие
Спеченный первый слой
Ми%и- ПроизвоПроизво- Давдитель- леМинидительность маль10 ние ность ное критическое по воде при
Р=981Па прес сова- -70+40
-100+79 давния, МПа ление, кПа мЗ/
86 14 58, 1-61,2 (4,8-6, 1)Х 9,8 х10 5 (2,0-2,3)x х10 5
62,263,1
10
14,7
17 83 56,8-59,8 (5,0-6,7)х9,8 х10 5
55,3- (3,5-3,7)Х
58,2 х10 5
14,7
Составитель С. Багрова
Редактор О. Колесникова Техред И. Верес Корректор И. Муска
Заказ 4110/13 Тираж 775 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Содержание частиц вес.Ж раз ром, мкм мальное критическое давление, кПа
Содержание частиц,вес.Ж с раз мером, мкм
60,862,4
60,462,7 по воде при
Р=981Па, м /с (2,5-3, 1)р х10-5 (2,3-2,7)X х10-5
