Способ получения пористого материала

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, к способам получения пористых материалов с использованием переработки высокомолекулярных Веществ. Целью является повьшение прочности материала. В способе получения пористого материала преимущественно на основе вольфрама или молибдена .готовят шликер из раствора фенолформальдегидной смолы в спирте и порошка металла, наносят шликер на поверхность пористого полимера , а термообработку проводят в несколько стадий, причем сначала осуществляют карбонизацию в защитной атмосфере , затем карбидизацию в вакууме, а потом металлизацию при 1900-2100°С в вакууме. 1 табл. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1386367

А1 (51)4 В 22 F 3/10

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ i „"- ц

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ярду,р,, „

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к области. (21) 4125913/31-02 (22) 09. 07. 86 (46) 07,04.88. Бюл. ¹ 13 (71) Пермский политехнический институт (72) В.Н. Анциферов, Н.М. Авдеева и В.И. Овчинникова (53) 621.762.5(088.8) (56) Андриевский P.À, и др. Пористые металлокерамические материалы,M.:

Металлургия, 1964, с. 39-43.

Авторское свидетельство СССР

¹ 577095, кл. В 22 F 3/10, 1976. порошковой металлургии, к способам получения пористых материалов с использованием переработки высокомолекулярных веществ. Целью является повышение прочности материала. В способе получения пористого материала преимущественно на основе вольфрама или молибдена готовят шликер из раствора фенолформальдегидной смолы в спирте и порошка металла, наносят шликер на поверхность пористого полимера, а термообработку проводят в несколько стадий, причем сначала осуществляют карбонизацию в защитной атмосфере, затем карбидизацию в вакууме, а потом металлизацию при 1900-2100 С в вакууме. 1 табл.

С>

1386367

Изобретение относится к порошковой металлургии., в частности к способам получения пористых материалов с использованием переработки высокомолеку5 лярных веществ.

Цель изобретения — повышение прочности пористых материалов на основе тугоплавких металлов.

Предлагаемый способ использует шли- 0 кер, содержащий фенолформальдегидную смолу и порошок молибдена или воль-. фрама в таком количестве, что после термической деструкции количество углерода и металла соответствует стехиометрическому соотношению для образования карбида молибдена или вольфрама. Нагрев до 1300-1500 С приводит к формированию карбидов WC или Мо С, кристаллические решетки которых прак- 20 тически не содержат растворенных примесей внедрения ввиду термической нестабильности оксинитридов и карбонитридов данных металлов. Последующий подъем температуры в вакууме О, 1- 25

0,01 Па до 1900-2100 С и длительная иэотермическая выдержка приводит к постепенному обезуглераживанию и переходу WC или Мо С в вольфрам или молибден соответственно. Прекращение носит сдвиговый характер и сопровождается повышением плотности перемычек пористого материала. При этом наблюдается повышение прочности материала по сравнению с материалом, 35 полученным по известному способу, обусловленное более низким содержанием примесей внедрения в решетке вольфрама или молибдена.

Изотермическая выдержка ниже температуры 1900 С не приводит к превращению Ма С Мо и WC — W. Прове- дение-режима металлизации при температуре выше 2100 С (для Mo C) и

2500 С(для WC) нецелесообразно вви45 ду наличия эвтектик в системах Мо

С и W — С при температурах 2200 и о

2670 С соответственно, что обуславливает возможность образования жидкой фазы и нодплавления материалов.

Пример 1. Для получения вольфрама с пористостью 95 готовят шликер следующего состава, r: ФФС

24, спирт 24, порошок вольфрама 184.

Проницаемый пенополиуретан погружают в шликер, затем избыток шликера удаляют, образец сушат, подвергают отверждению при 150 С со скоростью нагрева 25 град/ч. Затем заготовку помщают в контейнер с песочным затвором и нагревают до 1000 С. При этом ФФС подвергают термической деструкции и коксованию с образованием углеродного остатка, содержащего введенные в шли-. кер частицы вольфрама. Заготовка сохраняет пористую форму и достаточно прочная для проведения технологических операций (выгрузка и загрузка контейнера и т.д.). Дальнейшие стадии процесса: карбидизацию и металлизацию осуществляют в вакуумной печи СШВ.

Нагрев до 1300 С приводит к образованию карбида вольфрама WC. При этом перемычки <пористого материала рыхлые, прочность при сжатии 0,5 МПа. Изатермическая выдержка в интервале 13001500 С не сопровождается изменением фазового состава и повышением механических свойств. Осуществлять карбонизацию выше 1500 С нежелательно, так как начинает усиливаться процесс обезуглероживания.

Изотермическая выдержка при

2100 С в течение 15-20 ч приводит к превращению WC - WyC W вследствие удаления части углерода остаточной атмосферой печи. Усадка образца при этом составляет 14 . Наблюдается уп; лотнение перемычки. В результате осуществления предлагаемого способа получают пористый вольфрам с относительной плотностью 8, размером ячейки

i,5 мм, имеющий прочность при сжатии Ь = 4+1 NIIa.

Данные по прочности получаемого материала приведены в таблице.

Пример 2. Для получения пористого молибдена готовят шликер, содержащий фенолформальдегидной смолы

24 r этилового спирта 24 г, порошка молибдена 192 r. Проницаемый пенополиуретан погружают в шликер, удаляют избыток шликера, сушат, полимериэуют и карбонизируют образец аналогично примеру 1. Карбидизацию и металлизацию осуществляют в вакуумной печи о

СШВ. Нагрев до 1300 С проводят для синтеза карбида молибдена Мо<С. При этом сохраняется пористая форма изделия, а прочность составляет 1+

+0,5 MIa. Осуществлять карбидизацию при температуре ниже 1300 С нецелесообразно, так как синтез карбида протекает не полностью, а при температуре выше 1500 С начинается обезо углероживание. Наиболее полно синтез карбида Мо С протекает при изотерми2

1386367

1500-2100 С. Образец после спекания хрупкий, прочность при сжатии 6 = — 1+0,5 МПа.

Температура Температура карбониза- карбидизации, С ции, С

Пример

Температура Время металлиза- металции, С о лизации, ч

Прочность материала

МПа

1000

1400

1900

4+1

1000

1400

2000

4+1

1400

1000

2100

6+2

Составитель С. Багрова

Редактор С. Патрушева Техред М.Ходанич

Корректор M. Демчик

Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1453/16

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,"4 ческой выдержке в интервале температур 1300-1500 С.

Изотермическая выдержка при 2100 С в течение 15-20 ч приводит к прекра.5 щению Мо С Мо С, „- Mo При этом усадка составляет 137, а прочность при сжатии b q = 5+2 MIIa. Относительная плотность 87, размер ячейки

1,5 мм.

Пример 3. Для сравнения получают пористый материал по известному способу. Для получения пористого молибдена готовят шликер, содержащий, мас. .: поливиниловый спирт 3, вода 25, порошок молибдена 75. Проницаемый пенополиуретан погружают в шликер, удаляют избыток шликера, сушат образец, а затем производят термическую обработку в атмосфере водорода при 1200 С со скоростью нагрева 300 град./ч. Окончательное спекание проводят в водороде при

Формула изобретения

Способ получения пористого материала, преимущественно на основе вольфрама или молибдена, включающий приготовление шликера из органического вещества и порошка металла, нанесение шликера на поверхность пористого полимера, и термическую обработку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности материала, в качестве органического вещества используют раствор фенолформапьдегидной смолы в спирте, а термообработку проводят в несколько стадий, причем сначала осуществляют карбонизацию в защитной атмосфере, затем карбидизацию в вакууме, а потом металлизацию при

1900-2100 С в вакууме.