Способ изготовления пористых изделий

 

, ©юii.vv ь е. е "нон,. ет

Союз Советских

Социалистических т еспублин

78932

ОП И НЦ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ii|)7

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (64) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 241077 (21) 2567863/22-02 (51)М

3 с присоединением заявки 89 (23) Приоритет

В 22 F 3/10

С 23 С 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 1Я.180. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 181130 (53) 4Ê 621. 762.. 763: 621. 793. 7 (088. 8) А.Ф. Метелкин, В.И. Высоцкая, В.С. Блохин, И.Э. Красинский и Е.В. Мельников

I (72) Авторы изобретения (71) 3 а ив итель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области . металлургии, в частности к способам изготовления пористых изделий и может быть использовано в машинострое-. и нии, авиационной и химической отраслях промышленности.

Известен способ изготовления пористых изделий из порошка, включающий смешивание металлического порошка с порообразующим наполнителем, прессование и спекание, в процессе которого происходит удаление наполнителя (1).

Недостатком способа является тру"доемкость процесса и нестабильность свойств изделий.

Известен способ изготовления пористых изделий, включающий йлазменное напыление материала основы на подложку, в котором пористость регулнруют путем изменения технологических параметров процесса. Способ позволяет получать изделия с IlopHc» тостью 5-25% (2j .

Недостатком способа являются ниэ- 25 кие прочностные свойства прй формировании высокопористых изделий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ иэготовления пористых изделий напылением на подложку расплавленного сплава, один из. компонентов которого является наполнителем, с последующей обработкой выщелачиванием для удаления наполнителя (3).

За счет операции выщелачивания в известном Способе достигается повышение пористости иэделий.

Недостатком этогб способа является то, что он не обеспечивает возможность формирования равномерной и регулируемой по толщине изделий пористости при сохранении высоких прочностных свойств.

Цель изобретения — обеспечение воз-. можности формирования равномерной и регулируемой по толщине изделий пористости при сохранении высоких прочностных свойств.. Эта цель достигается тем, что в способе, включающем напыление материала основы изделий и наполнителя на подложку и последующую обработку дЛя удаления наполнителя, в качестве наполнителя используют плавящуюся минеральную соль, причем последнюю при напылении подают на подложку в твердом состоянии непосредственно в зону,;А - .-(.

8932

Т а б л и ц а 1

Технологические параметры процесса

Прочность

6, кгс/1мм

Пористость

Грануляция порошка

Расход рабочих газов, r/c

Ток ду ги, ÐàñСоДержаннехлористого натния,%

Состав рабо чих газов, Подача порошка

Способ стояние до подложОкись алюминия мкм

Хлористый натрий, мкм ки, мм

Ar: N

Известный 70-100

: способ изготовления пористых изделий методом плазменного

" напыления 100-150

1-1 1,2 Под срез сопла

300 65

1,6

250 65 - 1-1 1,2 То же 35

0,8

25 15,8

Предлагае- 70 . мый способ изготовления пористых изделий методом одновременного напыле-. ния мате- . риала основы с наполнителем

200-300 300 80 20

-100

В центральную часть анода, 200-300 300 80 45 -"- -"- То же 35 12,1 (.I1 П р и м е ч а н и е: В известйом способе осуществляется сдув струи от среза

cortna на расстоянии 25 мм; в предлагаемом — без сдува — — струи.

Получаемые прочностные свойства отвечают требованиям, предъявляемым высокотемпературных пористых изделии 65 при работе изделий в высокотемперараспыла. В качестве минеральной соли используют хлористый натрий, а обработку для удаленйя наполнителя проводят в воде.

Поставленная цель достигается тем, что при совместном плазменном напылении материала основы иэделий и наполнителя в качестве наполниталя исполь зуют минеральную соль, имеющую температуру плавления", которую после напыления удаляют из материала изделия: путем растворения в воде. Пористость иэделия регулируется- ксличеств(ом "вводимого наполнителя в широком диапазоне (от 5 до 60Ъ, а в зависимости от поставленной задачи может быть и выше). Введение минеральной соли в зо-ну распыла пОзволяет исключить образование прочных связей между части- цами и сохранить высокую прочность и пористость изделий.

Пример . Проводились.плазменные напыления с целью получения пористого изде тия иэ окисй алюминия (материал матрицы). В качестве напол нителя использовали хлористый натрий, грануляцией 60-100 мкм.

Параметры процесса.

Подача порошков: окись алюминия— в центральную часть анода; хлористый натрий — непосредственно в пятно распыла на напыляемой поверхности подложки. Рабочие газы: аргон + 50% азота. Ток дуги — 400-420 A. Расход рабочих газов — 1,0 г/с. Расстояние до напыляемой поверхности — 80 мм.

Подачу каждого компонента осуществляли раздельно от двух питателей с автономной регулировкой по расходу порошка.

15 После напыления хлористый нАтрий удаляли из материала изделия путем вымывания в воде.

В результате были получены пористые изделия из окиси алюминия с поgQ ристостью 10-60%.

Свойства полученных данным способом изделий приведены в табл. 1.

778932

17,5

21,7

24,5

34,0

22, 75

26,9

29,85

38,2

2,15

20,6

25,4

27,85

36,4

1,5

2,0

1,8

Составитель Л. Гамаюнова

Редактор П. Макаревич Техред M.Петко . КорректорM. Пожо

Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7902/11

Фнлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 турных газовых потоках под давлением.

Способ обеспечивает получение изделий с переменной по толщине пористостью эа счет регулирования подачи

Закрытая пористость в материале © иэделий иэ карбида ниобия колеблется в пределах 1,5-2,0%.

Это позволяет обеспечить практически полный выход технологического наполнителя из материала каркаса. На- Я пример, данные замеров при плазмен- .. ном напылении ТаС показывают, что при открытой пористости в 19% закрытая пористость составляла всего 0,53%.

Объемно-пространственная деформа- у» ция напыляемых частиц не обеспечивает практически идеального заполнения микронеровностей структуры, что объясняет относительно низкий уровень за:крытых пор порядка 1,5-2%. 35

Укаэанная особенность является характерной для процесса напыления крупных фракций порошка порядка 70100 мкм и выше.

Способ позволяет получать пористые изделия с равномерной и регулируемой пористостью при сохранении вы- » соких прочностных свойств и их стабильности по объему изделий любой формы и размеров.

Формула изобретения 45

1, Способ изготовления пористых иэделий, включающий напыление матенаполнителя и полного его удаления простым приемом обработки в воде, о чем свидетельствуют данные, приведенные в табл. 2, касающиеся изготовления изделий из карбида титана.

Т а б л и ц а 2 риала основы изделия и наполнителя на подложку и последующую обработку для удаления наполнителя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности формирования равномерной и регулируемой по толщине иэделий пористости при сохранении высоких прочностных свойств, в качестве.нанолнителя используют плавящуюся минеральную соль, причем последнюю при напылении подают на подложку в твердом состоянии непосредственно в зону распыла.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве минеральной соли используют хлористый натрий, а обработку для удаления наполнителя осуществляют в воде.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Андриевский P.A. Пористые металлокерамические материалы. М., "Металлургия", 1964, с. 63-66.

2. Блохин В.С. и др. Высокотемпературные материалы для МГК установки.

Сборник трудов ИВТ АН СССР, М.,"Наука", 1977, с. 133-137.

3. РЖ "Металлургия", Р 10, 1969, 10Г308П.