Способ выделения неметаллических включений из распыленных порошков сталей с карбидной фазой и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно.к способам и устройствам для выделения неметаллических включений из распыленных порошков сталей с карбидной фазой. Цель изобретения - повьппение экспрессности выделения неметаллических включений. Для этого порошок стали растворяют в восходящем дискретном струйном потоке раствори

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4114965/23-02 (22) 04.09.86 (46) 07.06.88. Бюл. В 21 (72) В. Л. Гиршов, К. А. Марков, М. В. Минаева и В. IC. Седунова (53) 621.762(088.8) (56) Ларина О. Д. Количественный анализ оксидных и нитридных включений в сталях и сплавах.-М.: Металлургия, 1978, с. 21-25, 170 °

Авторское свидетельство СССР

У 168513, кл. G 01 N 31/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР

11 233995, кл1 G 01 N 33/20, 1969 °

„„SU„„1400784 А1 (51) 4 В 22 F 9/00 G 01 N 33/20 (54 ) СПОСОБ ВЬ1ДЕЛЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ ИЗ РАСПЬПЕННЬЛ ПОP0ILK0B СТАЛЕЙ С КАРБИДНОЙ ФАЗОЙ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУП,ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно .к способам н устройствам для выделения неметаллических включений из распыленных порошков сталей с карбидной фазой. Цель изобретения — повышение экспрессности выделения неметаллических включений, Для этого порошок стали растворяют в восходящем дискретном струйном потоке раствори1400784 теля со скоростью от 5 до 20 м/с, а карбидные частицы выделяют нэ осадка нисходящим потоком растворителя путем фильтрации. Устройство для реализации способа снабжено перфорированным фильтром 6 с отверстиями диаметром 10-25 мкм, выполненными в шахматном порядке с шагом равным 2-3 диаметрам отверстий, при

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам и устройствам для выделения неметаллических включений иэ распыленных порошков сталей с карбидной фазой, и может быть использовано при контроле загруженности металлических порошков оксидными огнеупорными материалами.

Цель изобретения — повышение экспрессности выделения неметаллических включений.

Способ осущеставляют в реакторе для выделения неметаллических включений из распыленных порошков сталей с карбидной фазой, снабженном перфорированным пластиновым (или другим кислотостойким) фильтром с отверстиями, которые выполнены в шахматном порядке. К фильтру через дно колбы подведен концентратор, подающий ультразвуковые колебания, препятствующие засорению фильтра и образованию коагуляторов карбидов.

Выделенные при растворении неметаллические включения остаются на фильтре, а после отмывки от растворителя анализируются оптическим или гравиметрическим способом.

Согласно способу растворение порошковой пробы производят при скорости истечения растворителя из отверстия в фильтре в пределах от 5 до

20 м/с. Указанный предел основан на следующих экспериментальных данных.

В устройстве, снабженном перфорированным фильтром с отверстиями диаметром 20 мкм, производят растворение распыленного порошка быстрорежущей стали дисперсностью минус 800 мкм. этом фильтр установлен на дне реактора 1. Достижение поставленной цели обусловлено органиэацией интенсивного циркулирования растворителя и перемещения частиц, выбором оптимального расположения и диаметра отверстий фильтра для отделения карбидных частиц от неметаллических включений. 2 с.п. ф- лы., 1 ил„2 табл.

Влияние скорости истечения раствора на экспрессность анализа распыленного порошка стали Ð6Ì5-КП(материал фильтра Nb, диаметр отверстия

5 20+5 мкм ) представлено в табл. 1.

На чертеже показано устройство для осуществления способа выделения неметаллических включений иэ распы10 ленных порошков сталей с карбидной фазой.

Устройство содержит реактор 1, колбу 2,с краном 3 регулировки уровня жидкости, который подсоединен к насосу и компрессору, между реактором и колбой установлена уплотнительная пробка 4 из кислотостойкого материала.

В нижней части реактора при помощи фторопластовой манжеты 5 крепится перфорированный платиновый фильтр 6 (допускается использование и другого кислотостойкого материала) с отверстиями 10-30 мкм, выполненными в

25 шахматной последовательности с шагом, равным 2-3 диаметрам отверстий.

E днище колбы при помощи фторопластовой пробки установлен изготовленный из кислотостойкого материала волно30 вод ультразвукового вибратора 7, часть дна колбь переходит в спивную трубку 8, имеющую зажим 9, и съемную магнитнук, ловушку 10, которая позволяет удерживать магнитные части35 цы, попадающие в растворитель при обработке пробы, возможен подогрев реакционной жидкости нагревателем 11, реактор закрыт крышкой 12.

40 Устроиство для выделения неметаллических включений из распыленных

1400784

50 порошков сталей с карбидной фазой работает следующим образом, Навеска исследуемого порошка засыпается в реактор 1, установленный через уплотнительную пробку 4 в колбу 2, закрывается крышкой 12, далее в реактор заливается дозированное количество растворителя, в колбе с помощью вакуумного насоса и крана 3 создается разрежение, при этом растворитель перекачивается из реактора в колбу 2, затем изменением положения крана 3 в колбе 2 создается избыточное давление от компрессора.

Восходящий струйный поток растворителя, поступающий в колбу 2, обеспечивается интенсивное перемешивание частиц при растворении, после завершения цикла растворения, когда весь растворитель перекачан в реактор, последний вновь подключается к вакуумному насосу. Ультразвуковой вибратор 7 постоянно включен ° Попадающие в колбу магнитные частицы— продукты растворения размером менее диаметра отверстия в фильтре 6, задерживаются магнитной ловушкой 10, установленной на слквном патрубке 8 и регулируется зажимом 9. Прк необходимости растворитель может быть подогрет с помощью спирального нагревателя 11.

По завершений растворения навески растворитель слквается через патрубок и далее производится отмывка осадка на фильтре 6 дистиллированной водок. Реактор извлекается из колбы, фильтр 6 прк помощи манжеты 5 отсоединяется. Исходным при определении содержания неметаллическкх включений в анализируемом порошке является либо изменение массы сухого фильтра, либо данные оптического контроля оставшихся на нем частиц.

Анализируют распыленные порошки сталей 1086Y5-YJI, 17Х8ВЗ, М2Ф5-MIl, 1386М5ч З-YJI, Р1041К8М6-YJI. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Нижний предел диаметра отверстий в фильтре обусловлен максимальным размером карбидов, присутствующих в распыленных порошках сталей. При диаметре отнерстий менее 1О мкм через фильтр не удаляются коагулянты карбидов к гели, образующиеся при

1 растворенкк. При диаметре отверстия более 25 мкм удаляются неметаллические включения, которые влияют на механические свойства порошковых компактных материалов.

При изготовлении перфорированных фильтров с шагом отверстий менее двух диаметров не обеспечивается механическая прочность, при шаге отверстия более трех диаметров резко сокращается живое сечение фильтра и затрудняется подача через него растворителя при давлениях, безопасных для использования в лабораторном оборудовании.

Таким образом, реализация предлагаемого способа и устройства выделения неметаллических включений из распыленных порошков сталей с карбидной фазой обеспечивает существенное повышение экспрессности и точности анализа порошков.

Формула изобретения

1; Способ выделения неметаллических включении из распыленных порошков сталей с карбидной фазой, включающий химическое растворение металла и ультразвуковую обработку осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности выделения неметаллических включений, порошок растворяют в восходящем струйном потоке растворителя, подаваемого со скоростью 5-20 м/с, а карбиды удаляют нисходящим потоком растворителя путем фильтрации.

2. Устройство для выделения неметаллических включений из распыленных порошков сталей с карбидной фазой, содержащее реактор, колбу с патрубками, отстойник и ультразвуковок вибратор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено перфорированным фильтром с отверстиями диаметром 10-25 мкм 1 отверстия размещены в шахматном порядке с шагом, равным 2-3 диаметрам отверстия, а фильтр установлен на дне реактора, 1400784

Таблица 1

Длительность анализа, ч

Характеристика фильтра

Массовая

Скорость истечения раствора, м/с

Масса порошка,г доля неметаллических включений, 7.

Более 14-16

Над фильтром не образуется псевдоожиженного слоя, забит карбидами

100

О, 00194

0 00186

100

100

Анализ не завершен

Потери сплошности фильтра

100

Таблица 2

Плавка Содержание неметаллических включений, мас.Ж

Марки стали

О, 01306

0,00580

0,00763

0,00805

0,00700

0,00703

10P6M5-MII 1319

1324

48 и

17Х8ВЗМ2Ф5-МП 1404 0,02380

1404 0,02440

13Р6М5ФЗ-МП

Р10Ф1К8М5-MII

70 0,00989

73 0,00513

Составитель 1С. Коц

Редактор М. Бланар ТехредЛ.Сердюкова Корректор H. Муска

Заказ 2751/14

Тираж 740

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4