Способ получения пористого материала на основе железа

 

84 7

Союз Советскик

С оциалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к asr. сеид-ву (5М)М. Кл. (22) Заявлено 150578 (21) 2617001/22-02 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 230980. Бюллетень 8935

Датаопубликования описания 230980

В 22 F 3/18

В 22 F 7/02

С 22 С 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УД1(621. 762. .4.047 (088.8) (72) Авторы изобретения

E.И. Астров, Ю.А. Ыоткин, B.A. Хренов, A Í ° Николаев и В.N. Парышев

Горьковский политехнический институт им; A.A. Х цанова (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО MATE P HA JIA

HA ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

10-15

15-30

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении фильтров, распределителей потока газа, распре- 5 делительных мембран пористых элементов теплообменников.

Известен способ получения двуслойного пористого фильтровального ма- 10 териала, заключающийся в напылении порошка на движущуюся с определенной скоростью сетку, двухкратном спекании при температуре не ниже

1100вС с промежуточной холодной про- 15 каткой со степенью обжатия 60-80%.

Напыление ведут через вибрирующие и вращающиеся сетки с соответствующим размером ячеек, в закрытой камере, заполненной аргоном )1) .Однако .Ука- 20 эанный способ не позволяет получать пластичные материалы с прочным сцеплением слоев и с воэможностью гофрироваться с малым радиусом изгиба, т.е. с большой пластичностью. 25

Еще труднее получить эти свойства (прочность и пластичность) у трехслойных пористых фильтровальных материалов, имекщих большую толщину (более 0,5 мм — порядка 1,5-2 мм).

Наиболее близ ким к предлагаемому изобретению по технической сущности, н достигаемому результату является способ изготовления трехслойных проницаемых пористых элементов с сеткой, находящейся внутри проницаемого спеченного слоя f2) .

Способ осуществляют следующим образом. Сетку подают в валки прокатного стана совместно с порошком, причем сетка находится между слоями порошка. Прокатка проводится при комнатной температуре. Полученная трехслойная лента с внутренним слоем сетки подвергается в дальнейшем спеканию при 1200-1250 С в водороде.

Получается фильтровальный материал порошок — сетка — порошок.

Известный пористый спеченный материал имеет следующие физико-механические свойства.

Предел прочности при растяжении, кгс/мм 3-6

Минимальный радиус загиба, мм

Проницаемость,см/сек

Наличие выкрашивае- мости при работе Имеет место

764847

Таблица 1

Степень обжатия, Ъ чес я с шко

Отслой сетки на всей площади

31

Отслой сетки на больших участках

35 10

23 12

12 16

То же

20

Сцепление по всей площади

0 19

0 32

10

То же

Недостатками известного способа являются низкая пластичность (минимальный радиус загиба 10-15 мм), прочность и выкрашивание верхних слоев, особенно во время фильтрации через проницаемый материал при больших перепадах давления и в условиях вибрации.

Целью изобретения является повы1аение физико-механических свойств фильтров толщиной более 0,5 мм.

Для этого предложен способ получения пористого материала на основе железа, отличающийся тем, что перед армированием порошковый слой подвергают прокатке и спеканию, армирование осуществляют путем укладки в пакет спеченного слоя между слоями армирующей сетки, а прокатку проводят при температуре 12201260"С со скоростью 20-80 м/сек с обжатием 7-15Ъ в атмосфере водорода.

Необходимость водородной атмосферы обусловлена тем, что при нагреве перед горячей прокаткой поверхности

Таким образом, при температуре

1180-1200 C удовлетворительные результаты по сцеплению сетки с порош- ковым слоем получены при степенях обжатия 20Ъ и более. Однако при тасетки и порошкового слоя должны очищаться от окислов, препятствующих сцеплению слоев.

Пример. Прокаткой распыленного порошка коррозионностойкой стали

Х18Н9 и последующим спеканием при

1250"C получают порошковую ленту толщиной 0,7. мм с относительной пористостью 35Ъ. Далее составляют пакет, состоящий из двух наружных слоев сетки коррозионностойкой стали Х18Н9 саржевого плетения толщиной 0,5 мм каждая и внутреннего слоя полученной порошковой ленты. Общая толщина пакета составляла 1,7 мм.

Пакет подвергают горячей прокатке со скоростью 20,40,80 см/с на установке, позволяющей проводить нагрев, прокатку и охлаждение материала в атмосфере водорода с обжатием 7-15Ъ.

Прокатанный материал отжигается при

1180-1200 С в водороде. Результаты, полученные при скоростях прокатки

20,40,80 см/сек, одинаковые.

Результаты прокатки при температуре 1180, 1200 С представлены в табл.1. ких степенях деформации проницаемость падает до нуля.

В табл.2 приведены результаты прокатки при температуре 1220, 1240, 1260о С °

764847

Таблица 2

Ст об ти

5 Отслой сетки на отдельных участках

29

7 Удовлетворительное по всей площади

3-5

26

20

12. То же

То же

15

20

22

36

Таблица 3

5 Местные отслои сетки

3-5

30

13 То же

26,15

12 То же

17

23

38

При температурах прокатки 1220, 1240, 1260"С потеря проницаемости происходит при степенях обжатия 203 и более. Сцепление сетки с порошковым слоем удовлетворительное при всех степенях обжатия 7% и выше.

7 Удовлетворительное сцепление по всей площади.

При температурах прокатки 1280

1300аС наблюдается резкая потеря проницаемости уже при степенях обжатия 7-12%. Удовлетворительное сцепление сетки с порошковой основой

Судя по результатам, сочетание тем30 ператур 1220-1260 и степени обжатия

7-15% является оптимальным.

В табл. 3 приведены ре зульт аты прокатки при температуре 1280, 1300 С. имеет место при степенях обжатия более 5%.

Данные, приведенные в табл.2,3 и.

4, получены при скоростях прокатки

20,40, 80 см/сек. Прокатка при

764847

Формула изобретения

Т аблица 4

Предел прочности при растяжении, кг/мм

Минимальный радиус загиба, мм

Проницаемость по воздуху, см/сек

Наличие выкрашиваемости .п и аботе

11-15

3-5

12-28

Отсутст вует

Составитель T. Сырвачева

Редактор Е. Полионова Техред Н, Граб Корректор И. Муска

Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6395/10

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

7 меньших скоростях 6,12,17 см/сек не позволила получить удовлетворительное сцепление сетки с порошковой основой при всех исследованных температурах и степенях обжатия иэ-за резкого охлаждения сетки и порошкового слоя валками. В связи с

5 этим отпала необходимость в проверке проницаемости прочности и других свойств материала.

Анализ экспериментальных данных показывает, что получение трехслойного проницаемого материала с высокими физико-механическими свойствами возможно при следующих параметрах технологического процесса: температура горячей прокатки 1220-1260ОС 15 степень обжатия 7-15%, скорость прокатки 20-80 см/сек.

В табл.4 представлены физико-механические свойства предлагаемого трехслойного проницаемого материала сетка (нержавеющей стали саржевого плетения) — спеченный nopceiковый слой (нержавеющая сталь) сетка.

Физико-механические Трехслойный свойства проницаемый материал (по предлагаемому спос дну

Сравнивая физико-механические свойства материала, полученного по предлагаемому способу, с материалом, полученным по известному способу, можно отметить, что материал, полученный по предлагаемому способу, обладает более высокими прочностными и пластическими свойствами, характеризуется отсутствием выкрашивания и образования трещин при работе, что позволяет рекомендовать его в тяжелых условиях работы, например, при вибрации и в условиях газовой эрозии.

Способ получения пористого материала .на основе железа, включающий армирование порошкового слоя сеткой и прокатку, отличающийся тем, что, с целью повышения физикомеханических свойств фильтров толщиной более 0,5 мм, перед армированием порошковый слой подвергают прокатке и спеканию, армирование осуществляют путем укладки в пакет спеченного слоя между слоями армирующей сетки, а прокатку проводят при температуре 1220-1260 C со скоростью

20-80 м/сек с обжатием 7-15% в атмосфере водорода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,М 485829, кл. В 22 F 7/04, 1973.

2. Виноградов Г.A. и др. Прокатка металлических порошков, M., 1969, с. 191.