Способ обработки алюминиевого порошка системы а1 -а1 0

 

Сснюз Советских

С<щиалистических

Республик г

«н697257 (61} Дополнительное к авт. свид-ву

{51)М. Кл.2

В 22 Р 1/00 (22) Заявлено 250777 (21) 2514023/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621,762 ° 32 (088. 8) Опубликованб 1511,79, Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 1 5.1) 7 (72) Авторы иэобретеиия

Л. A. Арбузова, Р.В. Тюль акова, Ю, В.Шмаков, R.A.Данилкин и A. И. Литвинцев (73) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВОГО

ПОРОШКА СИСТЕМЫ AF -AP.2О

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к обработке алюминиевых порошков, используемых для получения спеченных изделий.

Иэ в ест ен способ обр абот ки алюминиевого 11opcxtIKB системы М -АР ОЙ, з аключающийс я в дегаэ ации порошка в токе аргона при 640 — 660 С в течение 1 ч. После обработки порсшок компактируют (1)

Недостатком известного способа является то, что иэделие, получен-, ное из порсшка, имеет низкие механические е св ой ст в а, н апри мер пл астичн ост ь ч н ер авн омерн ая пр очи ость.

Цель изобретения — повышение механических свойств, а именно прочности, пластичности, жаропрочности и огн еупорности, 20

Для достижения поставленной цели предложен способ обработки алюминиевого порошка системы AE -М О включающий дегаэ ацию порошка в токе аргона при температуре 640-660 С, который отличается от известного тем, что порошок перед дегазацией обрабатывают в токе азота при температуре

250 — 600 С в течение 1-10 ч, а дегазацию в токе аргона проводят с уве- -т0 личением его расхода за 30-60 мин до окончания дегазации до 2001000 л/ч.

При этом с целью повышенчя прочности и пластичн GGTH обработку порожка в токе азота ведут при расхо-. де азота 5-50 л/ч на 1 кг порошка, С целью повышения жаропрочности обработку порошка в токе азота ведут при расходе азота 55-100 л/ч на

1 кг порошка.

С целью повышения огнеупорных свойств обработку порошка в токе а3ота ведут при расходе азота 110—

200 л/ч на 1 кг порошка.

При обработке порсвыка током азота одновременно протекают два процесса:

1) удаление воды эа счет ее десорбции в молекулярной форме или в результате реакции взаимодействия воды с к атион ами алюмини я r ограз ованием поверхностного водорода;

2) прямое взаимодействие азота с алюминием с образован ием нитри— да алюминия при температурах выше

40 0 g, До температуры 400 С "«разов a . ние нитрида алюминия происхщшт через реакцию взаимодействи ;»:к мнния с аммиаком. Появление амму 1, с ю697257 нлено протеканием реакции между,це— сорбируемэй водой и азотом.

В результате продувки порошка азотом образуется«материал, относящийся к системе АР-М20з — ACN, Пропорционально увеличению расхода аэста на 1 кг порошка н ней уменьшается содержание AE и возрастает количество образуюшегося нитрида алюминия, содержани е которого о пределяе T физико-механические свойства получае-<О мого изделия. При содержании ACN от 0,5 до 0,9 вес.Ъ одновременно повышаются прочностные и пластические свойства, при содержании

МК от 7 до 85 вес.Ъ жаропрочность

И износостойкость. При содержании

АИ от 85 до 95 вэс.Ъ изделие обладает огнеупорными свойствами, так как в этом случае материал предстанляет собой систему Af. О - АРН.

Механические свойства изделия

+7 нес. Ъ АР 0 и АР+7 нес. Ъ А>

Таблица1 чно ст ь

Ъ дел прочности, кг/мм2

Сп

2, 1

Известный

4,7 нагрев ают до T=600 С за 30 мин.

35 При Т=600 С порошок продувают азотом 3 ч, затем подачу азота прекращают и дегаз ируют порошок аргон ом со скоростью 60 л/ч, подняв температуру до 650 С. Дегаэацию заканчивают после продувки в течение

45 мин аргоном при расходе 700 л/ч.

По окончании процесса дегазации порошок компактируют.

Полученные свойства иэделия н сопоставлении с известным способом представлены н табл. 2.

Предл агаемый

Механические свойства изделия из порошка состава

AP+7 вес.Ъ А 0 и AC+7 вес,Ъ А О +50 вес,Ъ АРМ

T а б л и ц а 2

Способ сть

Иэ ве стный

Предлагаемый

Анализ данных табл, 1 показывает, что предлагаемый способ позволяет повысить предел прочности изделий из алюминиевого порошка не менее, чем на 10 кг/мм, и„одновременно, увеличить пластичность не менее, чем в 2 раза.

Пример 2. Порошок(АС+7вес.Ъ

И О ) весом 2 кг загружают в кон- тейнер, подают снизу через штуцер азот, устанавливают расход из расчета 80 л/ч на 1 кг порошка и начин ают нагрев его до 6 О О С . Порошок

Анализ данных табл. 2 показывает, что предлагаем и спо=об позволяет резко повысить жаропрочность иэделия при некотором сокращении пластичности свойств. увеличение расх, да аргона B конце процесса дегазации необходимо, чтобы ликвидировать сегрегацию водорода по высоте изделия.

Пример 1. Алюминиевый порошок (Я+7 вес.Ъ АГ20 ) весом 2 кг загружают в контейн<зр, подводят снизу через штуцер азот, устананливаот расход из расчета 40 л/ч на 1 кг порошка до 600 С. Время нагрена составляет 30 мин. При T=600 C порошок продувают азотом 1 ч, затем подачу азота прекращают и дегаэируют порошок аргоном со скоростью 100 л/ч, подняв температуру до 660< С. Дегаэ ацию з ак ан чин ают после продувки н течение 30 мин аргоном при расходе 800 л /ч. После окончания проце"с а дегаэ ации порошок компактируют .

Пслу чен ные с н ой ст в а и э дел ия в сопоставлечии с известным способом представлены н табл. 1. из порошка состава M+

О +2 вес Ъ APN

Пример 3. Порошок марки

АПС-1 весом 2 кг загружают в контейнер, подводят снизу через штуцер азот, устанавливают раскол я ота

65 5150 п/ч и начинают нагрев и < л а

69725 7

Огнеупорные свойства изделия из порошка

Таблица3

660-700 С

2400-2500

Нет

Извесгный

Предлагаемый

Нет

30

Составитель Л . Родина

Техред С.Мигай Корректор H° . Стец

P еда к тор С, Лыков а

Тираж 945 Подписи ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 65 34/2

Фипиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 до 600 C. Нагревают до данной температуры за 40 мин.

При Т= 600 С порошок продувают азотом 9 ч. Затем подачу азота прекращают и дегазируют порошок аргоном

=о скоростью 100 л/ч, подняв темпера- 5 туру до 650 С. Дегазацию заканчива0

Анализ данных 3 показывает, что предлагаемый способ позволяет превратить материал, не обладающий о гн еу пор ньяи свойствами в хоро 25 ший огнеупор прй простой технологии его получения.

Таким образом, предлагаемый способ впозволяет повысить механические свойства изделий, получечных по известному способу (предел прочности на 11 кг/мм, относительное удлинение в 2-2,5 раза, предел прочности при 500 С в 3 раза, температуру плавления материала в 3,5 раза) .

Формула изобретенйя 35

1. Способ обработки алюминиевого порошка системы AR-AC>O>, включающий дегазацию порошка в токе аргона при температуре 640-660 С, о тличающийс я тем,что,с@» целью повышения механических свойств, порошок перед дегазацией обрабатываютт в т оК е аз от а при т емпер а туре

250-600 С в течение 1-10 ч, а де,гаэацию в токе аргона проводят с 45 увеличением его расхода эа 30-60 мин вт после продувки 50 мин аргоном при расходе 900 л/ч. По окончании процесса дегазации порошок компактируют.

Полученные свойства иэделия в сопоставлении с известным способом представлены в табл, 3. до окончания дегазации до 2001000 л/ч.

2. Способ по п.1, отличаюшийся тем, что, с целью повышения прочности и пластичности, обработку порошка в токе азота ведут при расходе азота 5-50 л/ч на 1 кг порошк а.

3.Способ по п.1,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения жарапрочности, обработку порошка в токе азота ведут при расходе азота 55100 л/ч на 1 кг порошка.

4. Способ по п.1, о т л и q а юшийся тем, что, с целью повышения огнеупорных свой "тв, обработку порошка в токе азота ведут при расходе азота 110-200 л/ч на 1 кг порошка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Шпамов В А и др Физикохимические основы производства полуфабрикатов из спеченных алюминиевых порошков ° М., Металлургия, 1970, с. 123.