Способ получения порошка углеродсодержащего сплава на основе железа

 

О П И С А Н И Е 00676388

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.03.78 (21) 2592345/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.79 (51) М. Кл.

В 22F 9/00

Гасударственный комитет (53) УДК 621.762.224 (088.8) но делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. И. Найда, О. С. Ничипоренко и А. Б. Медведовский (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедения АН Украинской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА

УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ

)КЕЛ ЕЗА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков с низкой насыпной плотностью, путем распыления жидкого расплава сжатым газом.

Известен способ получения порошков меди с высокими характеристиками прессуемости, осуществляемый путем распыления расплавов меди с добавками серы потоком сжатого воздуха. При этом на поверхности капель образуется закись меди, а внутри— сернистый газ, из-за чего в каплях возникают пустоты. Обработка давлением и последующая термообработка позволяют получать порошки меди с высокими характеристиками прессуемости (1).

Недостатком такого способа является необходимость введения в расплав значительного количества серы (в некоторых случаях до 3%), что способствует образованию газовой фазы и возникновению за счет этого полостей и пустот в каплях расплава, Использование серы в качестве газообразующих присадок в некоторых материалах, например железе, недопустимо, так как изделиям из порошка с повышенным содержанием серы свойственны низкие механические свойства, в частности ударная вязкость.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату способ получения порошка чугуна распылением расплава сжатым воздухом, заключающийся в том, что расплав перегревают на 100 — 150 С относительно температуры плавления, подвергают распылению с последующим охлаждением распыленных капель во время полета в течение (1,5—

2,5) 10 — с (2).

10 Однако по известному способу во многих частицах порошка полости отсутствуют, вследствие чего он имеет более высокую насыпную плотность и худшие показатели по формуемости.

15 Цель изобретения — улучшение технологических свойств порошка.

Достигают это тем, что по предложенному способу получения порошка углеродсодержащего сплава на основе железа, вклю20 чающему перегрев расплава, распыление его сжатым воздухом и охлаждение распыленных капель, расплав перегревают на

200 — 300 С относительно температуры плавления, распыление проводят при со25 держании кислорода в сжатом воздухе

21 — 30%, а охлаждение распыленных ка..пель во время полета осуществляют в течение 2,7 — 10- — 10 10- с.

Для интенсификации процесса окисления

30 и газовыделения внутри капель воздух обо676388

Формула изобретения

Составитель Л. Родина

Техред А. Камышникова

Редактор А. Соловьева

Корректор В. Дод

Заказ 1783/12 Изд. М 467 Тираж 945 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, РК-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2 гащают кислородом, что не только повышает интенсивность выделения газов внутри капель, но и приводит к дополнительному выделению тепла за счет окисления.

После распыления капли находятся в состоянии свободного падения, продолжительность которого достаточна для того, чтобы процесс сфероидизации и газовыделения прошел полностью до касания частицы стенки или днища камеры.

Пример 1. Синтетический чугун с содержанием углерода 3,5о/о и т, пл. 1250 С перегревают до 1450 С и распыляют сжатым воздухом (содержание кислорода

20 5о/о) под давлением 4,5 ати. Сборник порошка расположен ниже зоны распыления на расстоянии 3,2 м от нее. Время свободного полета капель от 2,7.10 — с для частиц размером 100 мкм до 5.10 — с для частиц размером 400 мкм. Полученный порошок содержит полые частицы фракции 50—

400 мкм с насыпной плотностью 3,1 г/см .

После отжига насыпная плотность порошка

2,85 г/смз, формуемость 4,5 — 7,2 г/смз.

Пример 2. Синтетический чугун с содержанием углерода 3,5% и т. пл. 1250 С перегревают до 1500 С и распыляют сжатым воздухом, содержащим 26 /о кислорода, под давлением 4,5 ати. Расстояние от зоны распыления до сборника порошка 30

4,5 м, что соответствует времени полета капель от 3,6.10 — 2 с (размер капель 50 мкм) до 6,7 10 — с (размер капель 400 мкм).

Полученный порошок содержит полые частицы и состоит на 90 /о из фракции 50—

400 мкм. Насыпная плотность порошка этой фракции 2,15 г/см . После отжига насыпная плотность порошка 1,9 г/см, формуемость 3,3 — 7,2 г/см, Пример 3. Синтетический чугун, со- 40 держащий 3,5о/о углерода с т. пл. 1250 С, перегретый до 1550 С, распыляют сжатым воздухом, содержащим 30% кислорода, при давлении 4,5 ати. Расстояние от зоны распыления до сборника порошка 6 м, что со- 45 ответствует продолжительности полета капель от 5,5 10 †с для частиц размером

50 мкм, до 10 10 — 2 с для частиц размером

400 мкм.

Полученный порошок состоит из частиц с большой внутренней пористостью в основном фракции 50 †4 мкм; насыпная плотность порошка этой фракции составляет

1,85 г/см . После отжига насыпная плотность порошка 1,65 г/см, формуемость—

2,7 — 7,2 г/см

Из приведенных примеров видно, что условия распыления, в том числе повышение температуры перегрева, увеличение содержания кислорода в дутье, а также удлинение пути полета частиц существенно влияют на насыпную плотность частиц, снижая ее, и тем самым повышая формуемость порошка.

Таким образом, предложенный способ позволяет улучшить технологические свойства порошка.

Способ получения порошка углеродсодержащего сплава на основе железа, включающий перегрев расплава, распыление его сжатым воздухом и охлаждение распыленных капель, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологических свойств порошка, расплав перегревают на 200—

300 С относительно температуры плавления, распыление проводят при содержании кислорода в сжатом воздухе 21 — 30%, а охлаждение распыленных капель во время полета осуществляют в течение 2,7. 10 — —

10 10 — 2 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3551136, кл. 75 — 5, 1970.

2. Федорченко И. M. и Андриевский P. А.

Основы порошковой металлургии. Киев, 1961, с. 79 — 89.