Способ получения порошка на основе оксида металла

 

Использование: для газотермического нанесения покрытий. Сущность изобретения: в качестве исходного соединения используют концентрат оксидных соединений металлов, в том числе железа, например хромит с содержанием, мас.%: оксида хрома 75,5 и оксида железа 24,5. Хромит измельчают, смешивают с сажей и восстанавливают при температуре 700 - 750°С в течение 60 - 70 мин. Полученный порошок состоит из оксидов хрома и металлического железа. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков преимущественно для газотермического нанесения покрытий.

Известны порошки, содержащие оксид хрома 30-40%, остальное - оксид магния, кремнезем и хромомагнезит или оксид хрома 40-50%, остальное - оксиды магния, алюминия, титана и железа. Покрытия из этих порошков характеризуются значительной по величине пористостью - до 6-8%.

Известный способ получения порошка состава 40-50% хрома и 50-60% оксида хрома обеспечивает снижение пористости покрытий из этого порошка до 1,5-2%.

Предварительное раздельное получение чистых исходных компонентов по известному способу повышает затраты на процесс. При этом возможно образование сегрегаций и расслоение компонентов в смеси в результате некачественного смещения, что соответственно снизит качество получаемых покрытий.

Цель изобретения - улучшение качества порошка, снижение затрат за счет исключения операций по раздельному получению исходных компонентов.

Поставленная цель достигается тем, что при получении порошка на основе оксида металла, включающем смешивание исходных компонентов, в качестве исходного соединения используют концентрат оксидных соединений металлов и сажу, а после смешивания осуществляют избирательное восстановление. При получении порошка на основе оксида хрома в качестве концентрата оксидных соединений металлов используют хромит, при получении порошка на основе оксида титана в качестве концентрата оксидных соединений металлов используют титаномагнетит или ильменит, при получении порошка на основе оксида марганца в качестве концентрата оксидных соединений металлов используют железомарганцевые конкреции. Избирательное восстановление концентрата оксидных соединений металлов ведут до получения железа в металлической фазе.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что вследствие использования концентратов в качестве исходных соединений упрощается технологическая схема получения порошка. В то же время состав исходного соединения в совокупности с оптимальными условиями восстановления обеспечивает получение однородного по составу с упорядоченной структурой порошка - происходит распределение железа по периферии зерен оксида металла.

Для осуществления предлагаемого способа приготовили 1000 г концентрата хромита с содержанием, мас.%: оксида хрома 75,5 и оксида железа 24,5, измельченного до крупности 60-100 мкм, отожгли при 1100оС, тщательно смешали с сажей в количестве 3% по массе. Полученную шихту восстанавливали в муфельной печи при температуре 700-750^оС в течение 60-70 мин.

Полученный порошок по данным рентгенофазового и химического анализов состоял из оксидов хрома и металлического железа. Наблюдалось расположение железа по границам зерен невосстановленных оксидов хрома. Выход продукта - 100%.

Упорядоченная структура и равномерность распределения элементов улучшают качество порошка, а покрытие системы Сr₂O₃-Fе имеет лучшие адгезионные характеристики с железосодержащей подложкой по сравнению с покрытием системы Сr₂O₃-Cr. Совместное восстановление оксидов кроме улучшения качества и однородности получаемых порошков значительно упрощает процесс, снижая затраты и стоимость продукта.

Полученные результаты исследований, в том числе с использованием в качестве исходных соединений титаномагнетита, ильменита и железо марганцевых конкреций, представлены в таблице.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА НА ОСНОВЕ ОКСИДА МЕТАЛЛА, включающий смешивание исходных компонентов, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов используют концентрат оксидных соединений металлов и сажу, а после смешивания осуществляют избирательное восстановление.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении порошка на основе оксида хрома в качестве концентрата оксидных соединений металлов используют хромит.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении порошка на основе оксида титана в качестве концентрата оксидных соединений металлов используют титаномагнетит или ильменит.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении порошка на основе оксида марганца в качестве концентрата оксидных соединений металлов используют железомарганцевые конкреции.

5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что избирательное восстановление концентрата оксидных соединений металлов ведут до получения железа в металлической фазе.

РИСУНКИ

Рисунок 1