Способ изготовления газонепроницаемых низкопористых порошковых материалов

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изготовления фреононепрозрачных спеченных изделий. Способ заключается в формовании двухслойной пористой порошковой заготовки, ее спекании и пропитке. Спекание совмещают с пропиткой, а двухслойную заготовку формуют путем засыпки в пресс-форму порошка подложки и его подпрессовки давлением 50-400МПа с последующей засыпкой порошка легкоплавкого материала 10-25% от массы подложки и окончательного прессования давлением 400-700 МПа. 3 ил.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способу изготовления фреононепрозрачных спеченных изделий.

В порошковой металлургии известен способ динамического горячего прессования высокоплотных изделий, включающий формование заготовки, ее спекание и последующее горячее доуплотнение (Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок. М. Металлургия, 1977, 216 с.).

Данный способ характеризуется сложностью технологии ввиду необходимости горячего доуплотнения.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления низкопористых порошковых материалов путем пропитки спеченных заготовок, который включает формование заготовки, ее спекание и последующую пропитку путем погружения в расплав. Пропитку пористых материалов осуществляют также путем нагрева двуслойной заготовки с нанесенным на формовку легкоплавким материалом в виде пластифицированной массы. Пропитку осуществляют при температурах выше Т_пл легкоплавкого материала на 50-150^оС в течение 5-20 мин.

Известный способ характеризуется сложностью технологии по сравнению с традиционным способом прессование-спекание, ввиду необходимости дополнительной операции пропитки. Кроме этого, для получения высокоплотных композиционных материалов необходимо использовать высокопористые спеченные заготовки с открытой пористостью, что снижает физико-механические свойства металлического каркаса.

Цель изобретения повышение качества композиционных материалов за счет повышения его плотности (П_ост менее 10%) при упрощении технологии изготовления.

Цель достигается путем формования двуслойной пористой порошковой заготовки и последующим ее спеканием, совмещенным с пропиткой. Формование двуслойной заготовки включает засыпку в пресс-форму порошка подложки и его подпрессовку давлением Р_хпo=50-400 МПа, последующую засыпку порошка легкоплавкого материала в количестве 11-25% от массы подложки и окончательное прессование заготовки давлением Р_хп=400-700 МПа.

На фиг. 1 представлена схема осуществления предлагаемого способа; слева от осевой линии железный порошок в насыпном состоянии, справа подпрессованный порошок подложки; на фиг. 2 то же, слева от осевой линии медный порошок в насыпном состоянии на подпрессованной железной подложке, справа двуслойная заготовка с поверхностным медным слоем; на фиг. 3 спеченная заготовка из композиционного низкопористого материала медь-железо.

П р и м е р. 1. Изготовление фреононепрозрачного низкопористого порошкового материала производят по следующей технологии. Засыпка в пресс-форму железного порошка (52 г) ПЖВ 3.200 и его допрессовка давлением 400 МПа, засыпка медного порошка ПМ-1 (13 г, 25 мас.), окончательное прессование двуслойной заготовки давлением 700 МПа и ее спекание в среде диссоциированного аммиака в течение (τ) 2 ч при температуре (Т) 1200^оС. Композиционный материал после спекания, совмещенного с пропиткой, обладал газонепроницаемостью и имел остаточную пористость 4% П р и м е р 2. Технология изготовления порошкового материала включает засыпку железного порошка (53 г) и его подпрессовку давлением 50,0 МПа, засыпку медного порошка ПМ-1 (6,5 г, 11 мас.) и окончательное прессование двуслойной заготовки давлением 700 МПа. После спекания (Т=1200^оС, τ=2 ч), совмещенного с пропиткой, материал обладал газонепроницаемостью и имел остаточную пористость 8% П р и м е р 3. Низкопористый композиционный материал изготавливали засыпкой железного порошка (52 г) и его подпрессовкой давлением 400 МПа, повторной засыпкой медного порошка (13 г, 25 мас.) и последующим прессованием двуслойной заготовки давлением 400 МПа, ее спеканием (Т=1200^оС, τ=2 ч) в защитной атмосфере. Материал после спекания, совмещенного с пропиткой, обладал газонепроницаемостью и имел остаточную пористость 9% П р и м е р 4. Порошковый материал, изготовленный по технологии, включающей допрессовку железного слоя давлением 200 МПа и окончательное прессование двуслойной заготовки, содержащей 17,5 мас. от массы подложки меди давлением 550 МПа, имел остаточную пористость 9% Анализ примеров выполнения способа показывает, что предложенные технологические режимы и порядок выполнения операций позволяет получать газонепроницаемые низкопористые порошковые материалы.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОНЕПРОНИЦАЕМЫХ НИЗКОПОРИСТЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий формование двухслойной пористой порошковой заготовки, ее спекание и пропитку, отличающийся тем, что спекание совмещают с пропиткой, а двухслойную заготовку формуют путем засыпки в пресс-форму порошка подложки и его подпрессовки давлением 50 - 400 МПа с последующей засыпкой порошка легкоплавкого материала в количестве 10 - 25% от массы подложки и окончатального прессования давлением 400 - 700 МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3