Шихта на основе никеля для получения пористого материала самораспространяющимся высокотемпературным синтезом

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению пористых материалов, и может быть использовано для изготовления фильтров, электродов и т.п. изделий. Сущность изобретения: предложена шихта на основе никеля для получения пористого материала самораспространяющимся высокотемпературным синтезом следующего состава, мае. % остальное волокно диаметром 0,1-0,3 мм и длиной 2-5 мм 15-20, алюминий 16-19,2, железо 0,5-4, бор 0,15-0,8. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

4 4

Сд

Од (21) 5021854/02 (22) 31.01.92 (46) 23.05.93. Бюл. N. 19 (71) Общество с ограниченной ответственностью "Синтез" (72) В.С.Полищук, С.Э.Печук и Г.Ф.Дудко (73) Общество с ограниченной ответственностью "Синтез" (56) Авторское свидетельство СССР

N. 420394, кл. В 22 F 1/00, 1972.

Патент Японии N 56 — 19392, кл. С 22 С

1/10, 1981. (54) ШИХТА НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА

Шихта на основе никеля для получения пористого материала самораспространяющимся высокотемпературн ым синтезом.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению пористых материалов стойких в агрессивных средах, и может быть использовано для изготовления фильтров, электродов и т.д. в химической. машиностроительной и меТаллургической промышленности и других отраслях машиностроения, Цель изобретения — повышение прочности фильтров и обеспечения возможности их эксплуатации в условиях перепадов давлений в 15 — 25 атм и более.

Поставленная цель достигается тем, что в известную исходную шихту, содержащую порошки никеля, алюминия, железа и бора, согласно изобретению, дополнительно вводят стальное волокно диаметром 0,1 — 0,3 мм и длиной 2-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас,%:

„„50„„1817733 АЗ (я)з В 22 F 1/00, С 22 С 1/08, 19/00, 1/09

САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИМСЯ ВЫСО. КОТЕМПЕРАТУРНЫМ СИНТЕЗОМ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению пористых материалов, и может быть использовано для изготовления фильтров, Электродов и т.п, изделий. Сущность изобретения: предложена шихта на основе никеля для получения пористого материала самораспространяющимся высокотемпературным синтезом следующего состава, мас.%: стальное волокно диаметром

0,1 — 0,3 мм и длиной 2-5 мм 15 — 20, алюминий 16 — 19,2, железо 0,5-4, бор.0,15 — 0,8.

1 табл.

Стальное волокно 15 — 20

Алюминий 16 — 19,2

Железо 0,5 — 4

Бор 0,15 — 0,8

Никель Остальное

Как было экспериментально установлено, введение в известный состав шихты 15 — 20 мас.% стального волокна диаметром 0,1 — 0,3 мм и длиной 2 — 5 мм позволяет получить из такой шихты в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза пористый материал фильтра с необходимой прочностью, которые в условиях перепадов давлений в 15 — 25 атм обладают заданной работоспособностью (cM. таблицу).

Эксперименты показали, что при введении в известный состав шихты для получения пористых иэделий методом СВС, содержащую 16-19,2 мас.% алюминия, 0,5—

4 мас.% железа и 0,15 — 0.8 мас.% бора, остальное — никель. менее 15 мас,% стального волокна не удается получить фильтров с необходимой прочностью, способных эксплу1817733

15 — 20

16 — 19,2

0,5 — 4

0,15 — 0,8

Остальное

Работоспособность . ч пои Р

Гидравлическое сопротивление, Кх10 .м

Пористость. $

Разрушающее давление. МПа

Состав шихти

25 атм

16 атм

2870

3580

8.56

7,28

6.5

1,6

2.8

3.2

56,2

56.8

67,9

2660

35ТО

3650

4.72

4,63

4.65

4.77

4.68

4.63

4.53

4.67

4.72

4,8

4.9

6.0

5.0

6.1

4.9

6.2

5.3

6.1

60,8

61.2

61.2

61.4

62.6

60.9

60.7

60.7

60,2 диаметр О,Э мм

2673

2678

2660

3576

3625

4.71

4,70

4,67

4,69

4.58

4.63

4,71

4. 65

4.67

5,3

6,0

5,6

5.4

6,5

5.6

6.0

6,3

5,2

61.2

61.1

60.7

60.8

60,1

60.3

61.1

61.1

61,4 диаметр О.Э мм

2723

2649

2673

2671

2703

2690

Э627

3602

2612

3671

3580

4 69

4.76

4.72

4.71

4.75

4.65

4.6Т

6.08

5.06

6.73

7.98

6.2

4.9

6.0

6.7

5.3

4,8

Б,О

5.0

4.9

3.2

3.3

60,0

60.8

60,7

60.9

62.0 атироваться в условиях перепадов давлений и 15-25 атм и более. А при содержании стального волокна более 20 мас. уже не удается получить прирост прочности фильтров и их работоспособность в условиях эксплуатации при перепаде давлений в 15 — 25 атм резко снижается, Сопоставительный анализ составов шихт показывает, что заявленная шихта отличается от известной тем, что она содержит дополнительно 15 — 20 мас. стального волокна диаметром 0.1 — 0,3 мм и длиной 2 — 5 мм и иное содержание никеля, алюминия, железа и бора.

Анализ известных составов шихт для получения пористых изделий показал, что ни в одном из них не содержится стального волокна указанных размеров и заявленного количества, что позволяло бы получить иэ них пористые. фильтры с необходимой конструкционной прочностью, способных эксплуатироваться в условиях перепадов давлений в 15 — 25 атм и более.

Пример. Для проведения экспериментов по изготовлению фильтров иэ заявленной и известных шихт были приготовлены смеси порошковых компонентов. При этом использовались порошки никеля по ГОСТ

9722 79, железа марки Р-10, алюминия марки ПП-1 и бора ТУ 111 — 12-13 — 283. Все порошки имели средний размер частиц менее

40 мкм.

Смесь стального волокна и порошков в указанных соотношениях загружали в стальной цилиндр горизонтальной центрифуги и под действием центробежных сил

Исходная шихта-прототип

Прототип 12 масс $ стального волокна

Прототип +14 масс 3 волокна

Прототип +15 масс 3 волокна диаметр 0.1 мм длина 2 мм длина 3 мм длина 5 мм длина 2 мм длина 3 ееее длина 5 мм длина 2 мм длина 3 мм длина 6 мм

Прототип +18 масс волокон диаметр 0.1 мм длине 2 мм длина 3 мм длина Б мм диаметр 0,2 мм длине 2 MM длина 3 мм длина Б мм длина 2 мм длина 3 мм . длина 5 мм

Прототип +20 мас $ волокон диаметр 0.1 мм длина 2 мм длина 3 мм длина Б мм диаметр О 2 мм длина,2 мм длина 3 мм длина Б мм диаметр 0.3 мм длина 2 мм длина 3 мм длина Б мм

Прототип >г! мас $ волокон .

П 23 уплотнялись на внутренней стенке цилиндра, шихты поджигались при помощи электродуги и осуществлялся СВ4 — процесс, после охлаждения изделия извлекались из стального цилиндра и подвергал1.сь испытанию, Из полученных фильтров вырезались образцы для испытаний по ГОСТ 15079 — 69 нфильтрующая керамика". Методы испытания".

10 Результаты испытаний представлены в таблице 1.

При этом полученные в экспериментах данные усреднены по результатам испытания трех образцов.

Из таблицы видно, что из шихты с заявленным соотношением компонентов полученные штатные фильтры с заданными эксплуатационными прочностью и работоспособностью в условиях перепадов давлений в 15 — 25 атм и более.

Формула изобретения

Шихта на основе никеля для получения пористого материала самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, содержащая порошки алюминия. железа и бора, отличающаяся тем,чтоона дополнительно содержит стальное волокно диаметром 0,1 — 0,3 мм и длиной 2 — 5 мм

30 при следующем соотношении компонентов, мас. 7:

Стальное волокно

Алюминий

Железо

35 Бор

Никель