Способ получения материала из тугоплавких порошков

 

Сущность: порошок тугоплавкого материала помещают в цилиндрическую стальную ампулу, закрывают ее заглушкой и подвергают обжатию взрывом до относительной плотности брикета 80-85%. Затем заготовку нагревают до температуры, зависящей от состава порошка, и повторно обжимают взрывом. 1 табл. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 F 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764520/02 (22) 01.12.89 (46) 07,05.92. Бюл.%17 (71) Институт горной механики АН ГССР (72) Л,А.Джапаридзе, А.Б,Пеикришвили, Н.M.×èõðàäçå и Г.Г.Гоциридзе (53) 621,762.4.04 (088.8) (56) Prummer R. Powder compaction

"Explosive welding, Forming and compaction"

ed,by Т.Z.Bzazynski. А,S,Р. London and NewYork. copter 10, р,369-395, Jim Mote and Joan. J.F,Tzapatrik.

Emelcent process methods for Hig—

Technology ceramics. Plenum. Press, 1984, р.695 — 710, Mote J.D., Fitrapatrick J,J, and Chandra

D. Annual Repart DARPA contract, 682301.

Заявка ФРГ N 2436951, кл, В 22 F 3/08, опублик. 1983.

Известен способ прессования порошков взрывом, где порошок, подвергнутый прессованию, помещают в цилиндрическую ампулу, прикрывают с обеих сторон заглушками и обжимают взрывом.

Недостатком данного способа является то, что затруднено прессование тугоплавких и керамических материалов, а в некоторых случаях и практически невозможно.

Известен способ, в котором порошки; помещенные в стальной ампуле плотностью

50 — 60%, подверглись нагреву и обжимались взрывом при высоких температурах.

Обработке подвергались образцы на основе карбида вольфрама и титана.

Наиболее близким к изобретению являются устройство и способ, Устройство создано для уплотнения нагретых металлических и керамических пс. Ы, 1731438 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗ

ТУГОПЛАВКИХ ПОРОШКОВ (57) Сущность: порошок тугоплавкого материала помещают в цилиндрическую стальную ампулу, закрывают ее заглушкой и подвергают обжатию взрывом до относительной плотности брикета 80 — 85%. Затем заготовку нагревают до температуры, зависящей от состава порошка, и повторно обжимают взрывом. 1 табл. рошков в температурном интервале 20—

Ъ

1400 С (в зависимости от вида прессуемого материала). Кроме того, устройство исполь- Ch) . зуется для прессования металлических фольг, армированных (упрочненных) волок- ф, нами. (лЭ

Прессование керамических и металли- 0р ческих порошков происходит по осесимметричной схеме в одну стадию. Установлено, что применение предварительного нагрева при прессовании дает возможность улуч.шить структуру полученных компактов и увеличивает их прочностные характеристики.

Недостаток способа заключается в том. что невозможно получать образцы правиль. ной геометрии. Из-за большой усадки в ни> присутствуют трещины, образуются новые (Созе/зС) фазы при прессовании порошкое

1731438

55 на базе WC, присутствие которых нежелательно, Кроме того, из-за малой плотности прессуемого порошка после нагружения при высоких температурах (1000 — 1300 С) остаточная температура резко увеличивается, что вызывает частичное плавление стенки контейнера (ампулы), Цель изобретения — получение методом высокотемпературного взрывного обжатия беспористого компакта, близкого к теоретической плотности с совершенной структурой, с высокими прочностными характеристиками.

С увеличением плотности полученного компакта увеличивается его плотность, и образцы выдерживают гораздо большие нагрузки (так как горы и пустоты являются зародышами трещин).

Низкая предварительная плотность (50—

60О/) перед взрывным обжатием при высоких температурах приводит к формированию в центре компакта маховской зоны (пустота по всей длине в центре компакта), Нарушается геометрия образца, Увеличение предварительной плотности до 80 jo методом взрывного обжатия способствует получению безпористого прочного компакта с правильной геометрией после высокотемпературного взрывного обжатия, Попытка увеличить предварительную плотность выше 85/ приводит к необходимости применения мощного взрывчатого вещества (гексоген 0 = 6,1 км/с, что в свою очередь приводит к формированию в образце маховской зоны до нагружения при высоких температурах, Исходя из изложенного, предварительная плотность 80 — 85/ является оптимальной перед нагружением при высоких (400—

1200 С) температурах, Для этой цели порошки из тугоплавких и керамических материалов размещают в цилиндрическую стальную ампулу с плотностью 55 — 65/ и с обеих сторон прикрываются стальными заглушками. Затем ампула подвергается взрывному обжатию, что увеличивает плотность прессуемых порошков до 80 — 85/ и активирует поверхности частиц. Таким образом, в стальной цилиндрической ампуле спрессованный порошок нагревают методом сопротивления в интер5

50 вале 400 — 1300 С в зависимости от состава прессуемого порошка и дополнительно подвергают взрывному обжатию при нужной температуре.

Таким способом спрессованный порошок (компакт) характеризуется высокой плотностью (более 99 ), высокой твердостью и совершенной структурой, Из-за высокой плотности перед нагружением (обжатием) в нагретом состоянии остаточная температура после взрыва меньше, что приводит к исчезновению дефектов, связанных с плавлением стенок контейнера, Величины плотности и твердости разных компактов с предварительной плотностью перед высокотемпературным взрывным обжатием 80 — 85 / приведены в таблице.

Пример. Цилиндрическую трубу <

12х3, длиной 200 мм из Ст,3 заполняют порошком W — Ni - Fe (ВНЖ90) до полного заполнения сборки с плотностью заполнения не менее 60/. Оба конца цилиндрической трубы закрывают наглухо стальными заглушками. Сборку размещают в центре заряда из В — Аммонит 6ЖВ (Д = 3,6 км/с) при толщине стенки 20 мм и обжимают путем иниицирования ВВ. Вокруг таким образом обработанной цилиндрической ампулы оазмещают цилиндрический заряд ВВ аммонита 6ЖВ толщиной слоя 20 мм, изолированный от стенки ампулы теплоизолирующим слоем из асбеста, С одного конца вокруг оси в заряд ВВ располаг" þò 6 витков детонирующего шнура (ДШ), которые соединяются с детонатором. Методом сопротивления происходит нагрев сборки (прямым пропусканием тока (V = 380 В) до 1000 С, Происходит инициирование ВВ с помощью детонатора и ДШ, что приводит к обжатию цилиндрической трубы. Наружная поверхность стальной трубы удаляется механическим или химическим путем.

Формула изобретения

Способ получения материала из тугоплавких порошков, включающий нагрев порошка в ампуле и обжатие взрывом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества материала. перед нагревом порошок в ампуле дополнительно уплотняют взрывом до относительной плотности 80—

85 о/

1731438

15

25

Составитель Г.Загорская

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор В.Данко

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

Заказ 1538 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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