Способ обработки порошка на основе железа

 

МЕ" МИт1Че иеа

Жкйймт аиа: МЙA

ОПИСАНИЕ-иЗОБРЕтЕниЯ 4

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.2 (22) Заявлено 2504.77 (21) 2478831/22-02

;В 22 F 1/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 762. .32 (088.8) Опубликовано 2 Б1 0 79. Бюллетемь ¹ 39.

Дата опубликования описания 25,.10;79 (72) Авторы из(фрретеиил A . .B . медведовский, О, с . ничипоренко и ю, и. найда

Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедения AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОРОШКА НА ОСНОВЕ

ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к термической обработке порошка на основе железа, полученного распылением.

Известен способ обработки порошков углеродистых и легированных сталей, полученных распылением, заключающийся в том, что порошок подвер- гают отжигу при температуре 600-1250С10 в инертном газе, например аргоне (1) .

Недостатком известного способа является то, что для получения порошка соответствующего качества путем непрерывного удаления продуктов реакции необходимо проводить отжиг и ох- 1 лаждение порошка в инертном газе, что усложняет аппаратурное оформление процесса и существенно повышает себестоимость порошка.

Наиболее близким по технической. сущности и достигаемому результату к изобретению является способ обработки порошков железа и стали, полученных распылением, заключающийся в том, что порошок подвергают отжигу

s закрытых контейнерах при температуре 900-1050 С в течение 3-4 ч (2).

Недостатком известного способа является то, что качество готового порошка получается невысоким вследствие повышенного содержания кислорода и углерода в нем.

Целью изобретения является повышение качества порошка. цля достижения поставленноф цели предложен способ обработки порошка на основе железа, включающий отжиг в изолированном объеме, причем отжиг ведут в присутствии материала, активно поглощающего кислород и углерод. В качестве материала, активно поглощающего кислород и углерод, используют материал, выбранный из группы — титан, гидрид титана, марганец, кальций, а отжиг ведут а течение 2-х часов при температуре

800-1250 С.

Для того, чтобы обеспечить минимальное содержание материала, активно поглощающего углерод и кислород, необходимо продукты реакции восстановления (СО и COi) непрерывно удалять иэ зоны реакции.

Это можно. осуществить, если изолированный затвор позволяет выходить из объема избыточному газу. В качестве такого объема лучше всего использовать изолированный контейнер с

Ллавким затвором. В качестве плавкоро затвора используют стекло в виде

692695 боя или шариков с температурой размягчения 600-650 С.

Распыленный порошок засыпают в изолированный контейнер,сверху насыпают слой порошкообразного материала, активно поглощающего кислород и угле- 5 род, например титан, гидрид титана, марганец, кальций. Плавкий затвор помещают на поверхность этого слоя.

При нагреве в контейнере за счет реакции восстановления создается избыточ- )0 ное давление продуктов реакции, которое препятствует попаданию окружа-.— щего воздуха в контейнер до тех пор, пока не произошло размягчение плавкого затвора. Продукты реакции свободно удаляются из контейнера, при раз- . мягчении плавкого затвора контейнер изолируется, после чего продукты реакции частично диффундируют через плавкий затвор, а частично поглощают ся материалом, активно поглощающим углерод и кислород.

После -окончания процесса восстановления контейнер охлаждается. При охлаждении плавкого затвора до 600 С он затвердевает и контейнер полностью 25 герметизируется. При охлаждении обычно увеличивается содержание кйслорода и углерода в порошке. Зтот избыточный кислород и углерод поглощается материалом-поглотителем, в присутствии 30 котОрого ведут отжиг. После затвердевания плавкого затвора в контейнере создается вакуум, что приводит к дополнительной очистке порошка. Затем контейнер охлаждают до комнатной тем-35 пературы, плавкий затвор разбивают и восстановленный порошок отделяют от поглотителя, который может использоваться повторно.

Пример 1. Расплав стали с 4р содержанием углерода 0,4% распыляют воздухом в воду. После сушки получают порошок с размером частиц ,+0,8+0,1, который содержит 0,8% кислорода и 0,35% углерода.. Таким образом, соотношение О/C = 0,8/0,35=2,2.

Распыленный порошок засыйают в контейнер слоем 10 см. Сверху помещают слой титановой губки толщиной Ф 1 см.

На тйтановую губку насыпают слой стеклянных шариков. Контейнер помеща- 5О ют в печь, где в течение 1 ч темпера-. туру повышают до 950 С, после чего следует выдержка в печи при этой температуре в течение 2 ч. После этого контейнер вынимают иэ печи и охлаж- M дают до комнатной температуры и порошок отделяют от титановой губки, которая может использоваться повторно.

-B результате получают порошок железа

c ñoäåðæàHèåì кислорода 0,123 и угле-щ рода 0,05%

tI p и м е р 2. Расплав стали с содержанием углерода 0,4% -Распыляют воздухом в воду. После" сушки получают порошок с размером Частиц

40,8+0,4, который содержит 0,8Ъ кислорода и 0,35 % углерода. Таким образом, соотношение. О/C=0,8/0,35=2,2

Распыленный порошок эасыйают в контейнер слоем 10 см. Сверху помещают слой порошка марганца толщиной 1 см.

На поверхность марганца насыпают слой стеклянных шариков. Контейнер помещают в печь, где в течение 1 ч температуру повышают до 950 С, после чего следует выдержка печи при этой температуре в течение 2 ч. Затем контей нер извлекают иэ печи и охлаждают до комнатной температуры и.порошок отделяют от порошка марганца, который может использоваться повторно. В результате получают порошок железа с содержанием кислорода 0,20% и углерода 0,06Ъ.

П р и и е р 3. Сталь 20d2t4 расплавляют с добавкой 2% углерода. Расплав распыляют воздухом в воду. В результате получают порошок с размером частиц < -0,4+0,1, содержащий 1,8% углерода и 3% кислорода. Таким образом, соотношение О/С = 3/1,8 = 1,6.

Распыленный порошок засыпают в контейнер слоем 10 см. Сверху помещают слой титановой губки толщиной 1 см..

Яа титановую губку насыпают слой стеклянных шариков. Контейнер помещают в печь, где в течение 1 ч температуру повышают до 900 ; после чего следует выдержка печи при этой температуре в течение 2 ч. Затем контейнер извлекают иэ печи, охлаждают до комнатной температуры, и порошок отделяют от титановой губки, которая может использоваться повторно, В результате пОЛучают стальной порошок с содержанием кислорода

0,18% и углерода 0,11%. Полученный порошок стали приблизительно соответствует марке 15Н2М.

Предложенный способ позволяет получать порошок с низким содержанием углерода и кислорода без применения специализированных печей для отжига, на любом печном оборудовании термического цеха, например s условиях металлургического цеха.

Формула изобретения

1. Способ обработки порошка на основе железа, включающий отжиг в изолированном объеме, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повиаения качества распыленного порошка, отжиг ведут в присутствии материала, активно поглощающего кислород и углерод.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве материала, активно поглощающего кислород и углерод, используют материал, выб6

692695

Составитель Л. Родина

Редактор Л. Веселовская Техред. М.Петко Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6041/3 Тираж 945 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ранный из группы — титан, гидрид титана, марганец, кальций.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. кл. С

2.

P. A.

Киев, Патент Англии:9 1435140, 7 D, 1971.

Федорченко И. М. и Андриевский

Основы порошковой металлургии.

1961, с. 84-85.