Способ получения спеченных пористых металлических изделий

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий из металлических порошков. Цель - упрощение технологии и повышение производительности. В способе, включающем приготовление смеси металлических порошков с органической добавкой, брикетирование и термообработку, в качестве добавки используют тетразол, а термообработку осуществляют локальым воспламенением тетразола. В качестве порошка используют никель дисперсностью 10-70 мкм, а тетразол вводят в количестве 16-25 мас.% или порошок титана дисперсностью 200-630 мкм, а тетразол вводят в количестве 20-35 мас.%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОЮТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н вЂ” С вЂ” N — Н

II

N — И=К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

21) 4428826/27-02 ю 4429644/27-02 (22) 23.05.88 (46) 30,09.90. Бюл, Р 36 (71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им. В.И.Ленина, Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (7?) П.А. Витязь, Г.В. Принцев, A.È.ËåñíHêîâè÷, В,М, Капцевич, Г.A. Бокань, A.Â, Беляев и А.A.Колесников (53) 621.762.34(088.8) (56) Павловская F.,È. и !!!ибряев Б.Ф.

Металлокерамические фильтры. Г1.:

Недра, 1967. с. 90.

Пористые проницаемые материалы.

Справочник/ Под ред. С.В. Белова, М.: Металлургия, 1987, с. 158-168, с, 149-156, Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий из металлических порошков.

Целью изобретения является упрощение технологии и повышение производительности, Сущность изобретения состоит в том, что в качестве наполнителя используют тетразол. Тетразол — белое кристаллическое век(яство, температура плавления — 156 0, химическая формула

80 щяяя А 1 (5))g В 22 F 3/10, С 22 С 1/04

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ

ПОРИСТЫХ METAJUIH×ÅÑКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий иэ металлических порошков. Цель — упрощение технологии и повышение производительности. R способе, включающем приготовление смеси металлических порошков с органической добавкой, брикетирование и термообработку, в качестве добавки используют тетраэол, а термообработку осуществляют локальHbTM воспламенением тетразола. В качестве порошка испочьзуют никель дисперсностью 10-70 мкм, а тетразол вводят в количестве 16-25 мас.X или порошок титана дисперсностью 200630 мкм, а тетраэол вводят в количестве 20 — 35 мас.%, 2 з.п.h-лы, 2 табл °

Локальный нагрев спрессованных образцов смеси порошка никеля с 1625 мас.%. тетразола или порошка титапа с 20-35 мас.% тетразола инициирует самораспространяющееся экзотермическое разложение последнего, которое протекает с образованием энатительного количества газов (710 см /г), обладающ гх восстановительными свойствами. Твердого продукта при этом не образуется. В волне разложения тетразола достигается высокая температура и образуется значительное нов личество активных восстановительных радикалов-фрагментов молекульt тетразола — Н; СН; NH, которые взаимодействуют с окисной пленкой на по1595629

50 верхности частиц металлического порошка, восстанавливая его до металла, химически активируют поверхность и, таким образом, способствуют спека5 нию.

Образующиеся при разложении в значительном количестве газы предохраняют металл от окисления кислородом воздуха и обеспечивают формирование сквозных пор. При содержании тетразола в смеси с никелем в количестве,. меньшем .. 16 мас.Х, и в смеси с титаном B количестве, меньшем 20%, pef жим самораспространения при разложении не реализуется. При содержании тетразола в смеси с никелем в количестве, большем 25 мас.%, и в смеси с титаном в количестве., большем

35 мас,Х, уменьшается механическая прочность изделий. При использовании порошка никеля с размером частиц„ меньшем 10 мкм, и порошка титана„ меньшем 200 мкм, происходит оплавление заготовки в процессе спекания, 25 что приводит к закрытию пор и неконтролируемой усадке образца.

При использовании порошка никеля с размером частиц, большим 70 мкм, и порошка титана, большим 630 мкм, уменьшается механическая прочность получаемых изделий.

Пример 1. Из порошка электропитического никеля марки ПНЭ-2 выделяют фракцию порошка с размером частиц 10-70 мкм, гранулометричеекий состав которого дополнительно контролируют на фотоседиментометре марки

Анализетте-20 фирмы "Фрич" (ФРГ) и смешивают в смесителе для сухих веществ с порошком тетразола, просеянньтм через сито 50 мкм. Тетразол получают путем взаимодействия азида натрия, хлорида аммония и ортомуравьиного эфира в уксусной кислоте, очищают перекристаллизацией из этилацетата и измельчают на вибромельнице типа КН-1.

Смесь порошков никеля и тетраэола прессуют в стальной пресс-форме в диски диаметром 30 мм, высотой 3-4 и 40-45 мм при давлении 170 МПа, Полученную прессовку приводят в контакт с раскаленной нихромовой спиралью H таким образом инициируют горение (самораспространяющееся экзо гер» мическое разложение) тетразола. После охлаждения образца проводят определение характеристик получаемого материала: пористость, коэффициент проницаемости, средний размер пор, предел прочности при срезе и усадку в процессе спекания. Пористость определяют расчетным методом по ГОСТ 18898-83.

Средний размер пор определяют методом вытеснения. смачивающей жидкости (этилового спирта) избыточным давлением газа под образцом.

Коэффициент проницаемости определяют, зная расход газа (воздуха) через образец и перепад дарления на образце по ГОСТ 25283-82. Критерием механической прочности служит предел прочности образца при срезе. Измерения производят на испытательной машине "Инстрон-1195", Усадку в процессе спекания измеряют, исходя из линейных размеров образца до и после разложения наполнителя.

Проводят также опыты с другими фракциями порошка никеля. Скорость распространения волны разложения по изделию составляет 0,08-0,3 мм/с в зависимости от содержания тетраэола в смеси.

В табл. 1 приведены значения пористости, коэффициента проницаемости, среднего размера пор, предела прочности при срезе и усадки при различных соотношениях никель — тетразол в смеси и для различных фракций порошка никеля.

Изобретение позволяет совместить операции термообработки и спекания в одну операцию — инициирования реакции горения тетразола.

Пример 2. Из порошка механохимического губчатого титана марки

ПХТ2-1 выбирают фракцию 200-630 мкм и смешивают в смесителе для сухих веществ с порошком тетраэола, просеянным через сито 50 мкм, Тетраэол получают по известной методике путем взаимодействия азида натрия, хлорида аммония и ортомуравьиного эфира в уксусной кислоте. Далее очищают перекристаллизацией иэ этилацетата и измельчают на вибромельнице типа

КН-1. Полученную смесь прессуют в стальной пресс-форме в диски диаметром 30 мм и высотой 3-4 и 40-45 мм при давлении 170 MIla. Полученную прессовку приводят в контакт с раскаленной нихромовой спиралью и таким образом инициируют горение (самораспространяющееся экэотермическое разложение) тетразола. После охлажцения

3. Способ по п. 1 о т л и ч аю шийся тем, что в качестве металлического порошка используют ти-

30 тан дисперснрстью 200-630 мкм а тет- .

У разол вводят в количестве 20-35 мас.X.

Таблица 1

Соотношение

Пористость, z

Размер частиц

КоэААиЛинейная

Размеры средних пор, мкм

Предел прочнос ти при срезе, ИПа циент проникомпонентов, мас.7, усапка, Х никеля, мкм цаемости а10-"м

Никель Тетра зол

74,7 бб

64 44

59 32

53 23

47,14

45 11

10-70

10-70

10-70

10-70

10-70

10-70, 75-100

23

21

18

16 тному

36

21

16

13

12

37

77

79

82

3,7

3,1

2,6

1,66

1,82

Таблица 2 сп

Размер Порисчастиц тость, титана, Ж мкм

Предел прочности при срезе, МПа

КоэААиРазмер средних пор, мк

Соотношение компонентов, мас.Ж циент проницаемос» ° 10-"м

Титан Тетра2,1

1,5

200-630 61 868

200-630 50,2 240

65 35

70 30

5 159562 образца проводят определение характеристик получаемого материала: пористость, коэффициент проницаемости, средний размер пор, предел прочности при .срезе и усадку в процессе спекания °

Проводят опыты и с другими Аракциями порошка титана марки ПХТ2-2, Скорость распространения вдлны разложения по изделию составляет 0,10,3 мм/с в зависимости от содержания тетразола .в смеси.

В табл. 2 приведены значения пористости, коэффициента проницаемости, среднего размера пор, предела прочности при срезе и усадки при различных соотношениях титан — тетразол в смеси и различных Аракциях порошка.

По данным рентгеноАазового анализа, проведенного на дифрактометре

ДРОН-2, спеченные на воздухе образцы пористого титана соответствуют чистым металлам, других линий (например, окислов или нитридов) на рентгенограмме не обнаружено, Получают также пористые изделия из титана по способу-прототипу. Порошок титана (электролитический) с дисперсностью менее 200 мкм смешивают с наполнителем (спирто-глицериновый

9 6 раствор, состоящий из 60Х этилового спирта и 40Х глицерина), прессуют в глухой пресс-форме спекают в срее де аргона 6-7 ч при 400 С. Затем спекают при 1000»1100 0.

Формула изобретения

1 ° Способ получения спеченных пористых металлических иэделий, включающий приготовление смеси металлического порошка с органической добавкой, брикетирование и термообработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения производительности, в качестве добавки используют тетразол, а термообработку осуществляют локальным воспламенением тетразола.

2, Способ па п. 1, о т.л и ч аю шийся тем, что в качестве металлического порошка используют ни:Ф кель дисперсностью 10-70 мкм, а тетразол вводят в количестве 16-25 мас.X.

1595629

Продолжение табл. 2

1 !

Соотношение компонентов мас.X

Пористость, X

Линейная усадка, Х

Размер средних пор, мкм

Титан Тетра зол

Составитель F., Левашов

Техред И.Дидик Корректор Т. Палий

Редактор Е. Копча

Заказ 2875 Тираж 650 Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета по изобретениям и открь тиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

72 28

75 25

77 23

80 20

Ло известному способу

Размер частиц титана, мкм

200-630

200-630

200-630

200-630

Менее

200

Коэффициент проницаемости 310-13м2

48,3 167

43,8 69,9

40,1 47,8

37,6 36

30,0

33,4

19

Предел прочно ти при срезе, МПа

33

43

53

1,2

0,7

0,5

0,4

Способ получения спеченных пористых металлических изделий Способ получения спеченных пористых металлических изделий Способ получения спеченных пористых металлических изделий Способ получения спеченных пористых металлических изделий 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым антифрикционным композиционным материалам

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству жаропрочных сплавов на никелевой основе

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к шихтам для получения многослойных изделий, и может быть использовано для изготовления скребков бегунковых смесителей огнеупорной массы и других износостойких деталей

Изобретение относится к композиционному материалу для изготовления анодов, используемых при электролитическом извлечении цветных металлов

Изобретение относится к порошковой металлургии

Изобретение относится к порошковой металлургии

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых материалов и изделий из порошков железа

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению пористых вставок для композиционных отливок с износостойкими рабочими поверхностями, например штампов
Наверх