Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава жс6у в керосине осветительном

Авторы патента:

C22B7/00 - Переработка сырья, кроме руды, например скрапа, с целью получения цветных металлов или их соединений

B22F9/14 - с применением электрического заряда

Владельцы патента RU 2784145:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических жаропрочных никелевых порошков. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов сплава марки ЖС6У в керосине осветительном при напряжении на электродах от 130-150 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 260-300 Гц. Обеспечивается получение частиц правильной сферической эллиптической формы с равномерно распределенными по объему легирующими элементами. 4 ил., 3 пр.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических порошков. В промышленности для получения жаропрочных никелевых порошков применяют физические и физико-химические методы.

Известен способ получения гранул из жаропрочных никелевых сплавов [пат. РФ 2011474, B22F 9/10, 30.04.1994], при котором гранулы получали из никелевого жаропрочного сплава ЭП741НП (Тпл = 1600К). Для индукционной плавки брали 1100 кг (44% ) исходной шихты и 1400 кг (56% ) кусковых отходов, из которых 900 кг (36% ) составляли спеченные заготовки из отходов гранул. Для получения спеченных заготовок брали 905 кг отходов гранул сплава ЭП741НП и засыпали их в алундовые тигли емкостью по 45 кг. Тигли с загрузкой отходов гранул помещали в вакуумную нагревательную печь с молибденовыми нагревателями. В результате вакуумной индукционной плавки получили слитки, из которых после механической обработки получили 1550 кг заготовок. Далее эти заготовки подвергали плазменному распылению с последующей ситовой классификацией и электростатической сепарацией полученных гранул по серийным режимам. В результате из 1550 кг распыляемых заготовок было получено 1160 кг гранул товарной фракции -20 +50 мкм, а также 115 кг кусковых отходов ("огарков") и 275 кг отходов гранул. Эти 275 кг отходов гранул вместе с образующимися в последующих операциях по предлагаемому способу возвращают после спекания в голову процесса. При получении распыляемых заготовок по прототипу шихта вакуумной индукционной плавки состоит из 2000 кг исходных компонентов и 500 кг кусковых отходов. При этом получают те же 1550 кг распыляемых заготовок, из которых распылением получают 1160 кг товарных гранул, 115 кг "огарков" и 275 кг отходов гранул. Эти отходы гранул направляют на электролитические заводы, где с 50% -ными потерями извлекают только никель, а остальные ценные компоненты безвозвратно теряются.

Недостатком этого способа является большие потери дорогостоящего металла из-за невозможности переплава в индукционной печи образовавшихся отходов гранул. Это связано с тем, что порошковый материал из-за высокого омического сопротивления громадного количества мест точечных недостаточно плотных контактов частиц между собой, имеющих к тому же тонкую поверхностную окисную пленку, обладает недостаточной проводимостью наведенного (индукционного) вихревого тока.

Известен способ получения гранул центробежным распылением вращающейся заготовки [пат. РФ 2314179 С1, B22F 9/10, 01.10.2008], включающий индукционную плавку шихты с получением распыляемых заготовок и последующее плазменное распыление их при высоких скоростях вращения. В процессе изготовления распыляемых заготовок в шихту индукционной плавки также вводят 20-40% кусковых отходов.

Недостатком этого способа является большие потери дорогих и дефицитных металлов в отходах гранул при переработке их на электролитических никелевых комбинатах.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка [пат. РФ 2332280 С2, B22F 9/14, 30.06.2006], в котором порошок получают путем зажигания разряда между двумя электродами, один из которых катод, который выполняют из распыляемого материала в виде стержня, диаметром 10≤d≤40 мм. В качестве другого электрода-анода используют электролит (техническая вода). Процесс получения порошка ведут при следующих параметрах: напряжение между электродами 500≤U≤650 В, ток разряда 1,5≤I≤3 А, расстояние между катодом и электролитом 2≤l≤10 мм. Весь процесс ведут при атмосферном давлении.

Недостатком прототипа является невозможность получения порошков-сплавов с равномерным распределением легирующих элементов, а также высокие энергетические затраты.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.

Поставленная задача достигается способом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном. Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.

На фигуре 1 - микрофотография частиц порошка; на фигуре 2 - интегральная кривая (1) и гистограмма (2) распределения по размерам частиц порошка; на фигуре 3 - спектрограмма элементного состава частиц порошка; на фигуре 4 - дифрактограмма фазового состава частиц порошка.

Пример 1.

На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы марки ЖС6У в керосине осветительном при массе загрузки 300 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

- напряжение на электродах от 120…140 В;

- ёмкость конденсаторов 50…55 мкФ;

- частота следования импульсов 220…260 Гц.

Данные режимы получения жаропрочного никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования протекает не стабильно, поскольку имеет место слабое искрообразованием между гранулами диспергируемого материала.

Пример 2.

- напряжение на электродах от 130…150 В;

- ёмкость конденсаторов 55…60 мкФ;

- частота следования импульсов 260…300 Гц.

Полученный жаропрочный никелевый порошок исследовали различными методами.

Микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью растрового электронного микроскопа «QUANTA 600 FEG», показал, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов сплава ЖС6У, состоит в основном из частиц сферической, эллиптической формы и агломератов (фигура 1).

Анализ распределения по размерам частиц порошка, полученного с помощью анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec», показал, что частицы порошка имеют размеры от 0,5 до 100 мкм с двумя ярко выраженными пиками 10 мкм и 50 мкм (фигура 2).

Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы «EDAX», встроенного в растровый электронный микроскоп «QUANTA 600 FEG», показал, что в порошке, полученном методом ЭЭД из отходов сплава ЖС6У, на поверхности дисперсных частиц обнаруживается углерод, а все остальные элементы такие, как Cr, Fe, Co, Ni, Nb, Mo, Ti и W распределены относительно равномерно (фигура 3).

Анализ фазового состава электроэрозионного порошка, полученного из отходов сплава ЖС6У показал, что наличие в составе рабочей жидкости (керосин осветительный) углерода способствует образованию фаз карбидов, таких как WC, Mo₂C, TiC и Cr₇C₃ (фигура 4).

Проведенные исследования показали, что способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном имеется возможность получения порошка-сплава с равномерным распределением легирующих элементов.

Пример 3.

- напряжение на электродах от 150…170 В;

- ёмкость конденсаторов 60…65 мкФ;

- частота следования импульсов 300…320 Гц.

Данные режимы получения жаропрочного никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования носит взрывной характер и протекает не стабильно.

Способ получения жаропрочного никелевого порошка, отличающийся тем, что он получен путем электроэрозионного диспергирования отходов марки ЖС6У в керосине осветительном при напряжении на электродах от 130-150 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 260-300 Гц.

Изобретение относится к металлургии, а именно к никелевому самофлюсующемуся сплаву, который может быть использован в стекольном производстве. Никелевый самофлюсующийся сплав, используемый в конструктивном элементе для стекольного производства для транспортировки или формования стекла с вязкостью logη от 3 до 14,6, содержит, мас.%: бор (B) от 0 до 1,5, твердые частицы в виде по меньшей мере одного из: карбида, нитрида, оксида и кермета - до 50, кремний (Si) до 10.

Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава жс6у в воде дистиллированной // 2779730

Способ получения сплава tini с прогнозируемыми свойствами с помощью аддитивных технологий // 2772811

Изобретение относится к области аддитивных технологий, в частности получения изделий из сплавов системы TiNi, обладающих эффектом памяти формы, методами аддитивных технологий, известных также под термином 4D-печать. Способ аддитивного производства сплавов системы TiNi включает обеспечение порошка сплава системы TiNi, определение точного химического состава порошка и его температуры мартенситных превращений, загрузку порошка в установку селективного лазерного плавления и проведение селективного лазерного плавления с получением сплава.

Способ модифицирования жаропрочных никельхромовых сплавов // 2762442

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию никелевых сплавов ультрадисперсными порошками тугоплавких соединений. Способ модифицирования никелевых сплавов включает введение в расплав модификатора, содержащего ультрадисперсные тугоплавкие частицы.

Распыляемая мишень из суперсплава // 2743536

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению мишени из суперсплавов для катодного вакуумно-дугового нанесения покрытий. Мишень из суперсплава на основе порошка никеля или порошка кобальта для катодного вакуумно-дугового нанесения покрытий выполнена из легированного порошка суперсплава на основе никеля или кобальта, содержащего интерметаллические соединения, и имеет поликристаллическую структуру со случайной ориентацией зерен, при этом средний размер зерна в структуре мишени составляет менее 50 мкм, а пористость структуры составляет менее 10%.

Способ получения пористого материала на основе никелида титана // 2732716

Изобретение относится к металлургии, конкретно к технологии получения пористых металлических материалов, и может использоваться в медицинской имплантологии. Способ получения пористого материала на основе никелида титана включает двухэтапное спекание шихты, содержащей порошок никелида титана, с промежуточной выдержкой между этапами.

Эндодонтический инструмент для обработки корневых каналов зуба // 2727430

Группа изобретений относится к изготовлению стоматологических средств с эффектом памяти формы. Способ включает выбор нитиноловой проволоки с начальной температурой перехода ниже комнатной температуры, шлифование нитиноловой проволоки с образованием стоматологического средства, имеющего ручку, расположенную рядом с первым концом, и рабочую область, по меньшей мере с одной режущей кромкой, расположенную рядом с противоположным вторым, передним концом, формование рабочей области в отформованную форму, имеющую по меньшей мере один сформированный в ней выступ, нагревание стоматологического средства для изменения начальной температуры перехода стоматологического средства на конечную температуру перехода и запоминания отформованной формы, содержащей указанный по меньшей мере один выступ, из условия возвращения к отформованной форме, имеющей указанный по меньшей мере один выступ, когда он имеет температуру, соответствующую конечной температуре перехода или превышающую ее.

Термомеханическая обработка никель-титановых сплавов // 2720276

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению прокатного изделия из никель-титанового сплава. Способ изготовления никель-титанового изделия термомеханической обработкой включает холодную обработку заготовки из никель-титанового сплава при температуре менее 500°C и горячее изостатическое прессование подвергнутой холодной обработке заготовки из никель-титанового сплава, при этом заготовка из никель-титанового сплава содержит по меньшей мере 35 процентов по массе титана и по меньшей мере 45 процентов по массе никеля.

Способ плавки и рафинирования сплавов // 2716967

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при плавке и рафинировании сплавов. В способе осуществляют вакуумную индукционную плавку исходных материалов для получения прошедшего вакуумную индукционную плавку (ВИП) сплава.

Способ получения высоколегированных жаропрочных сплавов на никелевой основе с содержанием титана и алюминия в узких пределах // 2716326

Изобретение относится к области специальной металлургии, конкретно к способам производства высоколегированных жаропрочных сплавов на основе никеля с содержанием титана и алюминия в узких пределах. Способ включает выплавку жаропрочного сплава, содержащего, в вес.%: шихта первичная - 30-40, кондиционные технологические отходы – 20-30, вторичный кондиционный отход в виде паспортной шихтовой болванки – остальное.

Устройство получения высокодисперсных металлсодержащих порошков из металлсодержащих техногенных отходов // 2783079

Изобретение относится к химической промышленности, металлургии и охране окружающей среды и может быть использовано для изготовления порошков металлов и их соединений, в том числе из техногенных отходов процесса добычи и переработки руд, производства и обработки изделий и конструкций из металлов и сплавов, а также из других типов металлсодержащих отходов, таких как техногенные отходы станций обезжелезивания подземных вод или водоподготовки подземных вод.