Способ изготовления спеченных пористых изделий

 

()876301

Союз Советски н

Соцналисткческкн

Республик

O ll H C A H M IE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 04.02.80 (21) 2878094/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки .%

В 22 F 3/10

9вударстинны9 кемнтет

СССР ае делам нзебретеннй н еткрмтнй (23 ) П ри ори тет

ОпУбликовано 30.10 81 ° Бюллетень PPq 40

Дата опубликования описания 30.10.81 (SS) УДК 621.762, .34:621. 762.4 (088.8) П. А. Витязь, В. М. Капцевич, В. Б. Медведев, В. К. 1флег, В. Ф. Тикавый и В. A. Корпусь 65++, «1 -,. - <>%НТ11(1. 7 4)

Т @ 1Р ii, g, 1,ô

Научно-исследовательский институт порошковой металлургипИК.;, дi;g < ЮО

Белорусского политехнического института (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ

ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления пористых изделий для теплообменйиков.

Известен способ изготовления пористых изделий, используемых в элементах конструкций теплообменных аппаратов, включающий формование и спекание пористого элемента из металлического порошка (1).

Недостатками известного способа являются: низкая производительность процесса изготовления, обусловленная необходимостью нагрева по- 1О ристых изделий до высоких температур в инертной или восстановительной атмосфере и длительной выдержкой при этих температурах (обычно

1 — 2 ч). Высокосемпературный нагрев также нередко приводит к взаимодействию металличес- . ких часпщ с формообразующей оснасткой, что снижает качество изготавливаемых изделий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ изготовления по20 ристых изделий для теплообменников, включающий приготовление связующего (термореактивной или термопластической смолы), равно2 ° мерное покрытие металлических частиц связующим, формованне пористой заготовки из покрытых связующим металлических частиц и нагрев сформованной заготовки до 40 — 260 С (2).

Недостатками известного способа являются ! низкая термостойкость изготавливаемых изделий, ограниченная температурой разложения связующего, что делает невозможным применять пористые изделия.при температурах свыше

260 С. Кроме этого, пористые изделия, используемые в качестве элементов теплообменных аппаратов, принцип действия которых основан на транспорте жидкости с помощью капиллярных сил, не обладают высокими транспортными свойствами. Этот недостаток обусловлен следующим: существует критерий сравнения транспортных свойств пористых изделий — М.

М = h „K, где 6„ „— высота капиллярного поднятия . жидкости;

К вЂ” проницаемость.

Чем больше величина критерия М, тем производительнее система. В известном способе в процессе нагрева связующее концентрируется

1 4

Пример 2. 50 г AICIHPO4 ° 5Н,О смешивают с 500 г бронзового порошка марки

Бр ОФ 10 — 1 с размером частиц 63 — 100 мкм.

Формуют изделие с размерами: диаметр 7 мм, днина 400 мм и нагревают его до 200 С

10 мин.

На полученных изделиях определены коэффициент проницаемости (к) и высота капиллярного поднятия жидкости (h). При этом коэффициент проницаемости составляет 3,6х

60 м, высота капиллярного поднятия жидкости 0,180 м, а критерий М оказывается равным

0,648.10 м . На аналогичных образцах, приготовленных по известному способу, коэффициент проницаемости составляет 4,0 10 м,. высота капиллярного поднятия жидкости 0,112 м, а критерий М -0,44810 " м .

На основании сравнения полученных данных можно сделать вывод, что транспортные свойства у предлагаемого способа оказались выше на 50%.

Изделия испытывали на термостойкость путем нагревания и фиксации температуры, при которой наступало разрушение изделия. Изделия из бронзового порошка нагревали до 500 С в защитной атмосфере, при этом изменение их свойств обнаружено не было.

Предлагаемый способ обладает по сравнению с известными способами такими технико-экономическими преимуществами, как повышение транспортных свойств пористых изделий на 50%; и повышение термостойкости пористых изделий более чем в 2 раза.

Формула изобретения

Способ изготовления спеченных пористых изделий, преимущественно для теплообменников, включающий смешивание металлического порошка с связующим, формование заготовки и "ее нагрев, отличающийся тем,что, с целью повышения термостойкости и транспортных свойств пористых изделий, в качестве связующего берут фосфат алюминия, магния или цинка с размером частиц 0,01 — 0,1 размера металлических частиц менты теплообменников со спеченным пористым покрытием. Тезисы докладов на Х11 Всесоюзной конференции по порошковой металлур55

3 87630 в местах контакта частиц. При этом форма пор приближается к цилиндрической, что снижает кривизну участком межчастичного контакта и тем самым уменьшает величину h В известном способе увеличение M возможно достичь только уменьшением размера металлических частиц. Однако при этом резко снижается проницаемость пористых изделий, что неприемлемо при использовании их в теплообменных аппаратах.

Цель изобретения — повышение термостойкости и транспортных свойств пористых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления пористых изделий, вклю1S чающем смешивание металлического порошка со связующим, формование заготовки и ее нагрев, в качестве связующего берут фосфат алюминия, магния или цинка с размером частиц 001 — 0,1 размера металлических частиц. . 20

-.Технология изготовления пористых изделий по предлагаемому способу заключается в следующем.

Приготавливают связующее на основе фосфата алюминия, магния или цинка, высушивают его и дробят до размеров 0,01 — 0,1 размера

t металлических частиц, смешивают связующее с металлическими частицами, формуют иэделия и нагревают до 200 — 250 С.

Выбор .размера частиц связующего, равного

0,01 — 0,11 размера металлических частиц, обусловлен тем, что снижение размера частиц связующего менее 0,01 размера металлических частиц приводит к недостаточной механической прочности, а увеличение размера частиц связующего выше 0,1 размера металлических частиц приводит к снижению транспортных свойств.

Вследствие того, что связующее на основе . фосфата алюминия, магния или цинка выдерживает длительную тепловую нагрузку (1000—

10000 ч) при 1300 — 1500 С при изготовлении 4о пористых изделий по предлагаемому способу, можно использовать любые порошковые материалы и выбор порошкового материала зависит только от того, при каких температурах эксплуатируются пористые изделия. 45

Пример 1. 210 r A)CI> 6Н20 растворяют в 94 мл дистиллированной воды. К полученному раствору при интенсивном перемешивании Источники информации, доливают 100 мл 60% Н>РО4. Нагреванием раст- принятые во внимание при экспертизе вор концентрируют до объема 100 мл, образу- о: 1. Шибряев Б. Ф., Штутман Б. А. и др. Элеющуюся вязкую жидкость высушивают при

50 С. Полученный твердый комплексный фосфат алюминия А!С!НРО 5Н О измельчают в порошок с размером частиц 2 — 10 мкм. гии. Рига, 1975, с. 96 — 98.

Аналогичным образом можно получить свя- 2. Патент Японии N 49-27922, сер. 2 (1) зующее на основе фосфата магния и цинка. сб. 82 — 25, кл. В 22 F 3/00, 1974.

ВНИИПИ Заказ 9449/12 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4