Способ получения порошковых сплавов

 

№ 127029

Класс 40b, I

40а, 11oi

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Б А. Борок, В. И. Гаврилин, В. Г. Тепленко, Н. Н. Тимошенко, К. Г; Табакова, E. В. Петунина и В. П. Львовская

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ СПЛАВОВ

ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ТУГОПЛАВКИХ И ДРУГИХ ОКИСЛОВ

МЕТАЛЛОВ И НЕМЕТАЛЛОВ ГИДРИДОМ КАЛЬЦИЯ

Заявлено 18 февраля 1959 г. за № 619651/22 в Комитет по делам изобретении и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 6 за 1960 г.

Для получения металлокерамических изделий из сплавов пользуются или механической смесью порошков металлов входящих в состав сплавов, или измельчают компактный сплав путем дробления или распыления в расплавленном состоянии.

Однако эти методы оказываются несостоятельными в тех случаях, когда в состав сплава входят металлы, окислы которых практически не восстановимы водородом, окисью углерода или твердым углеродом (например, Al, Ti, Cr, Ч, Nb, Zr и др.).

Порошки таких сплавов, полученные механическим измельчением или распылением расплава, содержат окисные пленки, не восстанавливаемые известными способами. При составлении таких смесей все по1 рошковые составляющие шихты долхкны быть исключительно чистыми от таких примесей как кислород, углерод, азот, кремнекислота и др., так как в процессе спекания эти примеси образуют с наиболее активной составляющей г плава прочные соединения, выделяющиеся в виде свободной фазы. Например, при смешении 97% стандартного железного порошка марки А, содержащего 0,2 /О кислорода и 0,1 /О углерода, с 3 /О титанового порошка весь кислород и углерод будут связаны с титаном, который целиком выделится в виде окисла и карбида.

Некоторые порошки легирующих элементов, например Al, Si, В до настоящего времени не были получены в чистом виде. Порошковый алюминий всегда содержит не менее 3 — 5% кислорода, покрывающего плотной и прочной пленкой поверхно"ть частиц, что практически исключает возможность прохождения диффузионных процессов во время спекания, обеспечивающих гомогенизацию порошков.

Предлагаемый способ позволяет получить в виде порошка любые, в том числе и многокомпонентные, сплавы, содержащие в качестве основы или легирующих добавок элементы, окислы которых обладают высокой свободной энергией образования, и которые практически не вос;"тановимы водородом, окисью углерода или твердым углеродом.

Сущность предлагаемого способа заключастся в том, что тщательно приготовленная смесь из окислов металлов — компонентов сплава — и гидрида кальция, взятого из расчета на полное восстановление всех

МО 127029 окислов с избытком 10 — 20%, подвергается нагреву до 1000 †12 . Продукт восстановления измельчается и известными методами отделяется от окиси кальция. Полученные порошки сплавов перерабатываются в компактный или пористый металл (изделия, заготовки) металло-керамическим способом или переплавкой.

Особенностью предложенного способа являег:.я то, что R процсс- восстановления получается не механическая смесь порошковых компонентов, а непосредственно порошковый сплав заданного сосгаза, что об:>II.íÿåòñÿ вы,:окоактивной восстановительной средой (водород, пары кальция), а также дисперсностью и активностью компонентов в момент их восстановления.

Примеры получения сплавов заданного состава:

1. Задано получение сплава: Ti — 95 /о, Al — 3%, V — 2%. Шихта составляется из смеси TiO, А1 0з, Ъг205 и СаН, восстанавливается в течение 3 час. в ретортах из нержавеющей стали при температуре 1 150 .

Выделившийся водород сжигается. После охлаждения спек обрабатывается водой; происходит гашение извести с образованием гидроокиси кальция, которая отделяется затем на гидроциклонах; остатки его растворяются 5%-ной соляной кислотой Растворения алюминия при этом не происходит, так как он весь находится в твердом ра .творе с титаном.

2. Задан с плав: 99,4% Мо и О,б% Аl. В этом случае составлять шихту из МоОз и Al Oç нельзя, так как тепловой эффект реакции МоОа +

+ ЗСаН вЂ” > Мо+ЗСаО â€”,3H> слишком велик (137,2 кка,г). Процесс протекает слишком бурно, почти как взрыв, шихту из реторты выбрасывает, температура поднимается до 1500 — 1800 .

В тех случаях, когда в состав сплава входят компоненты, у которых свободная энергия высших окислов мала (например, МоО, Ъ 20ь, Fe:03„

%0, СиО, WO3 и,пр.), шихта составляется из смеси металличе,"ких порошков и низших окислов. Загрязненность металлических порошков кислородом не имеет при этом значения. Возможно также использовапи низших окислов, например, Ъ г05, Fe02 и т. п.

В рассматриваемом примере практически используется шихта: Мо+

+ A12O3+ СаНг. Количество гидрида кальция берется,в данном лучае только на восстановление окиси алюминия с избытком 10%.

Полученные образцы порошковых сплавов (на основе Ге, Х1, Тi II

Mo) обладают хорошей,прес=уемостью и однородным размером частиц

Предмет изобретения

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор P. A. Гальцева Гр. 161

Подп. к печ. 14.1-60 г.

Тираж 600 Цена 25 коп

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,17 и. л. Зак. 327

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

1. Способ получения порошковых сплавов во становлением тугонлавких и других окислов металлов и неметаллов гидридзм кальция, отличающийся тем, что, с целью получения однородных по =оставу сплавов, исходную смесь окислов и гидрида кальция, взятого из расBeTB HII полное восстановление oKIIc IQB c HB0btTKQM 10 — 20%, нагревают до 1000 — 1250", а из полученного продукта выделяют окись кальция известными способами.

2. Прием выполнения способа по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что ,компоненты сплава, высшие окислы которых имеют малую теплоту образования, чистично или полностью вводят в шихту в виде металлических порошков или низших окислов.