Шихта для получения порошка композитного материала на основе железа

Изобретение относится к получению порошка композитного материала на основе железа и карбида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Шихта содержит сформированные гранулы железоалюминиевого термита, состоящие из оксида железа(III) Fe2O3, алюминия и связующего в виде нитроцеллюлозы, и сформированные гранулы, состоящие из титана, углерода и связующего в виде нитроцеллюлозы. Гранулы железоалюминиевого термита и гранулы, состоящие из титана, углерода и нитроцеллюлозы, содержатся в соотношении 1:1. Обеспечивается получение легкоразрушаемого пористого образца.

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для приготовления широкой номенклатуры порошков, обладающих такими свойствами, как износостойкость, коррозионная стойкость, тугоплавкость, жаропрочность, жаростойкость и т.п.

Известна шихта [1] для получения абразивного материала, содержащая, мас. %: оксид переходных металлов IV-VI групп 2,0-50,0; сажа 0,2-5,0; карбид бора - остальное. Шихту смешивают в вихревом аппарате в течение 2 мин, затем уплотняют в графитовом контейнере, спекают в графито-трубчатой печи при 1700°C и выдерживают в течение 2 ч в среде водорода. Спеченные брикеты дробят на щековой дробилке, а затем размалывают в мельницах тонкого помола.

Известна шихта [2] для получения порошка керметов, содержащая, мас. %: Al2O3 15,0; TiC 15,0; Fe 70. Шихта брикетируется, спекается, а полученные брикеты размалываются.

Недостатком известных шихт является высокая стоимость получаемого материала, обусловленная длительностью и энергоемкостью операции спекания.

В качестве наиболее близкого прототипа заявленного изобретения принята шихта [3] для получения магнитно-абразивного материала, содержащая, мас. %: Ti 14-26; C 3,5-6,5; Al 16,0-19,5; остальное - магнетит. Шихта готовится за счет смешивания порошковых компонентов, после чего помещается в реактор, и осуществляется инициирование самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). В результате реакции образуется спек, который затем дробится в щековой дробилке для получения порошка.

Стоимость получаемого материала снижается за счет использования метода СВС вместо спекания. Однако недостатком известного состава является получение конечных продуктов синтеза в виде сплошного спека, что обуславливает трудоемкость и длительность процесса размола для приготовления порошка.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является снижение трудоемкости процесса получения порошка композитного материала за счет получения продуктов в виде легкоразрушаемого пористого образца.

Требуемый технический результат достигается тем, что используется шихта для получения порошка композитного материала на основе железа и карбида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), содержащая сформированные гранулы железоалюминиевого термита, состоящие из оксида железа(III) Fe2O3, алюминия и связующего в виде нитроцеллюлозы, и сформированные гранулы, состоящие из титана, углерода и связующего в виде нитроцеллюлозы, при этом она содержит гранулы железоалюминиевого термита и гранулы, состоящие из титана, углерода и нитроцеллюлозы, в соотношении 1:1, причем гранулы железоалюминиевого термита содержат компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Оксид железа(III) 71±2
Алюминий 24±1
Нитроцеллюлоза 5±1

а гранулы, состоящие из титана, углерода и нитроцеллюлозы, содержат компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Титан 71±2
Углерод 18±1
Нитроцеллюлоза 11±1

Для синтеза используется гранулированная шихта в насыпном виде. При сжигании шихты реакция между исходными веществами протекает в режиме СВС, а конечный продукт представляет собой легкоразрушаемый пористый образец, состоящий из отдельных гранул заданного размера, что облегчает его дальнейший размол. При этом исходные вещества приготавливают в виде отдельных гранул железоалюминиевого термита и гранул из смеси титана с углеродом. В результате совместного сжигания гранул описанных составов жидкие продукты реакции горения термитной шихты поглощаются гранулами образующегося карбида титана. Полученные гранулы композитного материала на основе железа и карбида титана измельчают до получения порошка нужной фракции.

Например, для приготовления гранул железоалюминиевого термита используют смеси порошков алюминия и оксида железа(III). В качестве связующего используют нитроцеллюлозу. Таким образом, гранулы Fe2O3+Al содержат, мас. %: оксид железа(III) 71±2, алюминий 24±1, нитроцеллюлозу 5±1.

Для приготовления гранул шихты карбида титана используют смеси порошков титана и углерода. В качестве связующего используют нитроцеллюлозу. Таким образом, гранулы Ti+C содержат, мас. %: титан 71±2, углерод 18±1, нитроцеллюлозу 11±1.

Технология приготовления гранулированной шихты:

- готовится смесь порошкообразных исходных компонентов в ступке или шаровой мельнице;

- приготавливается 10% раствор нитроцеллюлозы в ацетоне;

- в приготовленную смесь порошкообразных компонентов вводится требуемое количество раствора нитроцеллюлозы в ацетоне в расчете на сухой вес нитроцеллюлозы 5% или 11%, соответственно;

- получившаяся тестообразная масса перемешивается, подсушивается и протирается шпателем через сетку с ячеей заданного размера, возможно получение гранул методом экструзии;

- получившиеся гранулы высушиваются на воздухе до полного удаления растворителя;

- готовые гранулы смешиваются друг с другом в нужном соотношении для получения готовой шихты, из которой методом СВС синтезируются нужные соединения.

Предложенная совокупность существенных признаков неизвестна из доступных источников информации и может быть серийно воспроизведена в производстве, то есть соответствует критериям патентоспособности и промышленной применимости.

Источники информации

1. А.с. 975369, СССР. Шихта для получения абразивного материала / Марек Э.В., Мошковский Е.И., Косолапова Т.Я. и др. / опубл. 23.11.1982 г., - бюл. №43.

2. Барон Ю.М. Технология абразивной обработки в магнитном поле / Л.: «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1975. - 128 с.

3. А.с. 1616780, СССР. Шихта для получения магнитно-абразивного материала / Колесников А.А., Азарова Т.А., Борисенок Г.В. и др. / опубл. 30.12.1990 г., - бюл. №48.

Шихта для получения порошка композитного материала на основе железа и карбида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), содержащая сформированные гранулы железоалюминиевого термита, состоящие из оксида железа(III) Fe2O3, алюминия и связующего в виде нитроцеллюлозы, и сформированные гранулы, состоящие из титана, углерода и связующего в виде нитроцеллюлозы, отличающаяся тем, что она содержит гранулы железоалюминиевого термита и гранулы, состоящие из титана, углерода и нитроцеллюлозы, в соотношении 1:1, причем гранулы железоалюминиевого термита содержат компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Оксид железа(III) 71±2
Алюминий 24±1
Нитроцеллюлоза 5±1

а гранулы, состоящие из титана, углерода и нитроцеллюлозы, содержат компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Титан 71±2
Углерод 18±1
Нитроцеллюлоза 11±1



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к изготовлению деталей спеканием. Порошковая смесь на основе железа состоит из порошка А на основе железа и порошка В на основе железа при соотношении от 90:10 до 50:50, 0,4-0,9 мас.% С, 0,1-1,2 мас.% смазки, выбранной из группы, включающей Lube, Kenolube и парафины группы EBS, и 0,1-1,5 мас.% твердой смазки.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении производительности.

Изобретение относится к получению порошковых магнитотвердых сплавов. Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт включает приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание, термообработку и термомагнитную обработку.
Изобретение относится к порошковым материалам на основе железа для ступеней погружных центробежных насосов. Материал содержит 0,08-0,95 мас.% углерода, 4,0-16,0 мас.% никеля, 0,8-5,6 мас.% молибдена, 1,2-6,8 мас.% вольфрама, 1,8-14,2 мас.% кобальта и железо - остальное.
Изобретение относится к порошковым материалам на основе железа для ступеней погружных центробежных насосов. Материал содержит 0,1-0,9 мас.% углерода, 6,0-26,0 мас.% никеля, 0,9-9,1 мас.% молибдена, 0,06-2,75 мас.% вольфрама и железо - остальное.
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления спеченных металлообрабатывающих инструментов. Инструменты изготовлены из порошковой карбидостали, содержащей углерод, титан, молибден, вольфрам, ванадий, хром, стеарат цинка и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,3-0,5, титан 1,0-2,0, молибден 3,0-5,0, вольфрам 2,5-4,0, ванадий 3,0-4,0, хром 8,0-10,0, стеарат цинка 0,1-0,3, железо остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению высокоточных изделий. Заготовка для инструмента изготовлена из дисперсионно-упрочненного сплава Fe-Co-Mo/W-N, содержащего, мас.%: кобальт 15,0 до 30,0, молибден до 20,0, вольфрам до 25,0, при этом (Мо+W/2) 10,0 до 22,0, азот 0,005 до 0,12, железо и примеси - остальное.

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе железа для изготовления узлов трения, работающих в тяжелонагруженных условиях. Антифрикционный материал по варианту 1 содержит 0,3÷1,5 мас.% углерода, 1÷9 мас.% никеля, 0,5÷2,5 мас.% молибдена, 10÷25 мас.% меди, 0,5÷5,0 мас.% фторида кальция и остальное железо.

Группа изобретений относится к порошковой металлургии. Порошковая композиция на основе железа для получения спеченной детали инжекционным формованием имеет средний размер частиц 20-60 мкм и содержит 0,3-1,6 мас.% Мо, 0,1-0,6 мас.% Р, необязательно до макс.
Изобретение относится к получению высокоплотного порошкового хромсодержащего материала на основе железа. Готовят шихту на основе распыленного порошка хромомолибденовой стали с добавкой углерода.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамических композитов на основе тугоплавких боридов металлов IV VI групп периодической системы элементов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), и может быть использовано для изготовления режущего инструмента, тугоплавких и износостойких изделий, мишеней для нанесения композитных покрытий и других целей.

Изобретение относится к технологии получения окислительно-стойких ультравысокотемпературных керамических композиционных материалов состава MB2/SiC, где М=Zr и/или Hf с нанокристаллическим карбидом кремния, которые могут быть использованы в качестве окислительно-, химически- и эрозионно-стойких материалов в потоках воздуха при температурах выше 2000°С, для создания авиационной, космической и ракетной техники, отопительных систем, теплоэлектростанций, а также в технологиях атомной энергетики, в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к неорганической химии и неорганическому материаловедению, конкретно к получению порошковых материалов состава MB2-SiC, где М = Zr, Hf, содержащих нанокристаллический карбид кремния.

Изобретение относится к композиционному материалу, содержащему благородные металлы, и способу его производства. Композиционный материал содержит сплав золота и алюминия и керамику на основе бора с температурой плавления выше, чем у золота, и плотностью, максимально равной 4 г/см3.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к мишени из диборида титана, и может быть использовано при формировании покрытий. Мишень из диборида титана для физического осаждения из паровой фазы содержит углерод и частицы одного или более металлов из группы, состоящей из железа, никеля, кобальта и хрома.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошковых композиционных материалов на основе боридов молибдена, вольфрама. .

Изобретение относится к способам защиты металлических поверхностей, подвергаемых абразивной эрозии твердыми частицами при температурах до 1000°С. .

Изобретение относится к получению электропроводящих соединений металлов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к керметным композициям, содержащим борид металла. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным твердым сплавам. .

Изобретение относится к шихте для получения пористого проницаемого каталитического материала методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), который может быть использован для изготовления каталитических фильтров нейтрализаторов отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, фильтрующих элементов, пламегасителей и аэраторов.

Изобретение относится к получению порошка композитного материала на основе железа и карбида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Шихта содержит сформированные гранулы железоалюминиевого термита, состоящие из оксида железа Fe2O3, алюминия и связующего в виде нитроцеллюлозы, и сформированные гранулы, состоящие из титана, углерода и связующего в виде нитроцеллюлозы. Гранулы железоалюминиевого термита и гранулы, состоящие из титана, углерода и нитроцеллюлозы, содержатся в соотношении 1:1. Обеспечивается получение легкоразрушаемого пористого образца.

Наверх