Способ металлизации порошкового материала

 

< 997982

Союз Соеетскнз

Сециалистинескйм

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (зц м.кл.

{22) Заявлено 06.02. 80 (2 } 2879476/22-02 с присоединением заявки М9

В 22 F 1/02

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23} приоритет

1ЯЯ1 ДК 621. 762 °.02:621 ° 793.7 (088 ° 8) (опубликовано 2302.83. Бюллетень Й9 7

Дата опубликования описания 23.02.83 (54) СПОСОБ ЖЕТАЛЛИЗАЦИИ ПОРОШКОВОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам металлизации порошкового материала.

Известен способ металлизации порошкового материала, включающий размещение порошкового материала между электродами, нагрев порошкового ма-. териала до 400-1000 С и нанесение покрытия в кипящем слое галогенидами тугоплавких карбидообраэующих металлов в присутствии водорода в элект-. рическом поле (Х).

Недостаток способа заключается в его низкой эффективности, что обусловлено повышенной температурой проведения процесса, неоднородности получаемого продукта, так как невозможно качественное нанесение покрытия на порошок в состоянии свободной засыпки, а также ограниченный выбор галогенидов тугоплав.ких карбидообразующих металлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ метал" лизации порошков абразивных материалов, включающий размещение абразивного материала с порошком наносимого покрытия между электродами, виброожижение смеси абразивного материала и порошка покрытия и обработку при одновременном воздействии электрического разряда (.2).

К недостаткам указанного способа следует отнести сложность процесса, его энергоемкость, обусловленную затратами на. виброожижение смеси порошков.и обработку электрическим разрядом, неоднородность готового продукта вследствие недостаточных. расстояний между частицами порошка в состоянии виброожижения,а также загрязнения металоизованного порошка не 5, прореагировавшим порошком покрытия.

Целью изобретения является упрощение процесса. поставленная цель достигается тем, что согласно способу металлиэации порошкового материала, включающему размещение его между электродами и нанесение покрытия в псевдоожиженном слое, нанесение покрытия осуществ" ляют в злектродинамически псевдоожиженном слое в восстановительной атмосфере между электродами из материала покрытия.

На чертеже показана схема предпочтительного варианта осуществления способа.

997982

Система двух электродов 1 образует плоскопараллельный участок А, который окружен замкнутой областью

В, создающий градиент электрического поля в радиальном направлении. В межэлектродную область вводят частицы 2 металлизируемого порошкового материала, Межэлехтродную область, которая герметизирована корпусом 3, заполняют восстанавливающей газовой фазой. На электроды подают напря- to жение, величина которого выбирается такой, чтобы созданная напряженность, электрического поля обеспечила ввод частиц 2 в автоколебательный режим движения между электродами, т.е. 1I5 псевдоо>кижала порошок. Наличие градиентной области В обеспечивает стабилизации траекторий частиц в пределах области А, т.е. их пространственную устойчивость, исключающую вы- .>и брос частиц -a пределы двухэлектродной системы.

Процесс автоколебаний частиц 2 между электродами 1 связан с изменением знака их электрического заряда.

В условиях газовой фазы в межэлектродной области перезарядка каждой из частиц при ее подлете к электроду противоположной полярности сопровождается возникновением микроискры.

За счет энергии этой микроискры возникает эрозия как материала частицы, так и материала электрода. При этом происходит осаждение материала электродов на поверхность частиц, т.е. перенос массы с электрода на частицу. З

Осаждение происходит преимущественно на боковых поверхностях частиц, что является следствием того, что частицы, имеющие как правило неправильную форму, ориентируются своим небольшим размером по вектору напряженности электрического поля.

Процесс происходит тем интенсивней, чем выше парциальное давление 45 паров металла электрода.

Описанный способ можно осуществить в условиях вакуума, однако восстановительная среда предпочтительней, так как, во-первых, поверхность частиц очищается от пленки окислов и,во-вторых, восстановительная среда увеличивает электрическую прочность области электродинамического псевдоожижения, что позволяет увеличить энергию микроискры за счет повышения напряжения.

Пример. Порошок железа со средним размером частиц 22 мкм помещают B межэлектродную область, образованную электродами из красной меди. Масса навески 2,0 r. Объем межэлектродной области 75 см . Межэлектродное расстояние 1,5 см. Межэлектродную область герметизируют, 65

Время обработки, мин

Напряжение, кВ

5 30 45

15,0

0 10 0,20

0,50 0,65

25, 0

0,10

Приведенные результаты показывают, что описываемый способ позволяет получать тонкие металлические покрытия.

Процесс металлизации по описываемому способу можно проводить с частицами по своим электрофизичес,ким свойствам относящимся к про-: водникам, полупроводникам и плохим неорганическим диэлектрикам.

Описываемый способ металлизации проводится за счет одного и того же источника энергии - энергии электрического поля высокой напряженности, что существенно упрощает процесс, так как при этом отсутствует источник вибраций и не нужно смещение в определенных пропорциях исхоцных порошков.

Способ обладает малой энергоемкостью. Электрическая мощность, потребляемая от источника на псевдоожижение 1,0 кг порошка, не превышает 100 Вт.

Описываемый способ позволяет получать более однородный порошок, чем при металлизации по известному способу, поскольку расстояние между частицами порошка в случае электродинамического псевдоожижения больше, чем при виброожижении. продувают водородом и создают давление (3-4) ° 10,Ila. На электроды подают напряжение 15 и 25 кВ, что обеспечивает псевдоожижение частиц. уже через 5-7 мин первоначально серый цвет межэлектродной области принимает золотистый оттенок. По истечении заданного времени напряжение отключают, водород стравливают, разгерметизируют камеру и вынимают навеску, Толщину покрытия определяют расчетным путем из данных химического анализа на содержание меди в порошке железа и определений удельной поверхности порошка после завершения процесса металлизации с учетом возможного увеличения размеров частиц порошка.

Результаты расчета толщины покрытия в микронах в зависимости от времени. обработки и напряжения на электро- дах -представлены в таблице.

997982

Формула изобретения.Составитель Д.Попов

Редактор P.Öèöèêà Техред Т.Маточка Корректор В.Бутяга

Заказ 1018/19 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ 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

Кроме того, электродимнамическое псевдоожижение порошка позволяет исключить совместную загрузку смеси порошков обрабатываемого материала и покрытия, что исключает загрязнение готового продукта непрореагировавшим порошком покрытия и повысить эфФективность процесса.

Способ металлизации порошкового материала, включающий размещение

его между электродами и нанесение покрытия в псевдоожиженном слое, отличающий с я тем, что, с целью упрощения процесса, нанесение покрытия осуществляют в электродинамически псевдоожиженном слое в восстановительной атмосфере между электродами из материала покрытия.

Источники информации, йринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

421719 кл. С 23 C ll/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 725325, кл. В 22 F 1/02, 1978.