Способ получения спеченных пористых металлических изделий

Способ получения спеченных пористых металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий из металлических порошков. Цель - упрощение технологии и повышение производительности. В способе, включающем приготовление смеси металлических порошков с органической добавкой, брикетирование и термообработку, в качестве добавки используют тетразол, а термообработку осуществляют локальым воспламенением тетразола. В качестве порошка используют никель дисперсностью 10-70 мкм, а тетразол вводят в количестве 16-25 мас.% или порошок титана дисперсностью 200-630 мкм, а тетразол вводят в количестве 20-35 мас.%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОЮТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н вЂ” С вЂ” N — Н

II

N — И=К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

21) 4428826/27-02 ю 4429644/27-02 (22) 23.05.88 (46) 30,09.90. Бюл, Р 36 (71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им. В.И.Ленина, Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (7?) П.А. Витязь, Г.В. Принцев, A.È.ËåñíHêîâè÷, В,М, Капцевич, Г.A. Бокань, A.Â, Беляев и А.A.Колесников (53) 621.762.34(088.8) (56) Павловская F.,È. и !!!ибряев Б.Ф.

Металлокерамические фильтры. Г1.:

Недра, 1967. с. 90.

Пористые проницаемые материалы.

Справочник/ Под ред. С.В. Белова, М.: Металлургия, 1987, с. 158-168, с, 149-156, Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий из металлических порошков.

Целью изобретения является упрощение технологии и повышение производительности, Сущность изобретения состоит в том, что в качестве наполнителя используют тетразол. Тетразол — белое кристаллическое век(яство, температура плавления — 156 0, химическая формула

80 щяяя А 1 (5))g В 22 F 3/10, С 22 С 1/04

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ

ПОРИСТЫХ METAJUIH×ÅÑКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий иэ металлических порошков. Цель — упрощение технологии и повышение производительности. R способе, включающем приготовление смеси металлических порошков с органической добавкой, брикетирование и термообработку, в качестве добавки используют тетраэол, а термообработку осуществляют локальHbTM воспламенением тетразола. В качестве порошка испочьзуют никель дисперсностью 10-70 мкм, а тетразол вводят в количестве 16-25 мас.X или порошок титана дисперсностью 200630 мкм, а тетраэол вводят в количестве 20 — 35 мас.%, 2 з.п.h-лы, 2 табл °

Локальный нагрев спрессованных образцов смеси порошка никеля с 1625 мас.%. тетразола или порошка титапа с 20-35 мас.% тетразола инициирует самораспространяющееся экзотермическое разложение последнего, которое протекает с образованием энатительного количества газов (710 см /г), обладающ гх восстановительными свойствами. Твердого продукта при этом не образуется. В волне разложения тетразола достигается высокая температура и образуется значительное нов личество активных восстановительных радикалов-фрагментов молекульt тетразола — Н; СН; NH, которые взаимодействуют с окисной пленкой на по1595629

50 верхности частиц металлического порошка, восстанавливая его до металла, химически активируют поверхность и, таким образом, способствуют спека5 нию.

Образующиеся при разложении в значительном количестве газы предохраняют металл от окисления кислородом воздуха и обеспечивают формирование сквозных пор. При содержании тетразола в смеси с никелем в количестве,. меньшем .. 16 мас.Х, и в смеси с титаном B количестве, меньшем 20%, pef жим самораспространения при разложении не реализуется. При содержании тетразола в смеси с никелем в количестве, большем 25 мас.%, и в смеси с титаном в количестве., большем

35 мас,Х, уменьшается механическая прочность изделий. При использовании порошка никеля с размером частиц„ меньшем 10 мкм, и порошка титана„ меньшем 200 мкм, происходит оплавление заготовки в процессе спекания, 25 что приводит к закрытию пор и неконтролируемой усадке образца.

При использовании порошка никеля с размером частиц, большим 70 мкм, и порошка титана, большим 630 мкм, уменьшается механическая прочность получаемых изделий.

Пример 1. Из порошка электропитического никеля марки ПНЭ-2 выделяют фракцию порошка с размером частиц 10-70 мкм, гранулометричеекий состав которого дополнительно контролируют на фотоседиментометре марки

Анализетте-20 фирмы "Фрич" (ФРГ) и смешивают в смесителе для сухих веществ с порошком тетразола, просеянньтм через сито 50 мкм. Тетразол получают путем взаимодействия азида натрия, хлорида аммония и ортомуравьиного эфира в уксусной кислоте, очищают перекристаллизацией из этилацетата и измельчают на вибромельнице типа КН-1.

Смесь порошков никеля и тетраэола прессуют в стальной пресс-форме в диски диаметром 30 мм, высотой 3-4 и 40-45 мм при давлении 170 МПа, Полученную прессовку приводят в контакт с раскаленной нихромовой спиралью H таким образом инициируют горение (самораспространяющееся экзо гер» мическое разложение) тетразола. После охлаждения образца проводят определение характеристик получаемого материала: пористость, коэффициент проницаемости, средний размер пор, предел прочности при срезе и усадку в процессе спекания. Пористость определяют расчетным методом по ГОСТ 18898-83.

Средний размер пор определяют методом вытеснения. смачивающей жидкости (этилового спирта) избыточным давлением газа под образцом.

Коэффициент проницаемости определяют, зная расход газа (воздуха) через образец и перепад дарления на образце по ГОСТ 25283-82. Критерием механической прочности служит предел прочности образца при срезе. Измерения производят на испытательной машине "Инстрон-1195", Усадку в процессе спекания измеряют, исходя из линейных размеров образца до и после разложения наполнителя.

Проводят также опыты с другими фракциями порошка никеля. Скорость распространения волны разложения по изделию составляет 0,08-0,3 мм/с в зависимости от содержания тетраэола в смеси.

В табл. 1 приведены значения пористости, коэффициента проницаемости, среднего размера пор, предела прочности при срезе и усадки при различных соотношениях никель — тетразол в смеси и для различных фракций порошка никеля.

Изобретение позволяет совместить операции термообработки и спекания в одну операцию — инициирования реакции горения тетразола.

Пример 2. Из порошка механохимического губчатого титана марки

ПХТ2-1 выбирают фракцию 200-630 мкм и смешивают в смесителе для сухих веществ с порошком тетраэола, просеянным через сито 50 мкм, Тетраэол получают по известной методике путем взаимодействия азида натрия, хлорида аммония и ортомуравьиного эфира в уксусной кислоте. Далее очищают перекристаллизацией иэ этилацетата и измельчают на вибромельнице типа

КН-1. Полученную смесь прессуют в стальной пресс-форме в диски диаметром 30 мм и высотой 3-4 и 40-45 мм при давлении 170 MIla. Полученную прессовку приводят в контакт с раскаленной нихромовой спиралью и таким образом инициируют горение (самораспространяющееся экэотермическое разложение) тетразола. После охлажцения

3. Способ по п. 1 о т л и ч аю шийся тем, что в качестве металлического порошка используют ти-

30 тан дисперснрстью 200-630 мкм а тет- .

У разол вводят в количестве 20-35 мас.X.

Таблица 1

Соотношение

Пористость, z

Размер частиц

КоэААиЛинейная

Размеры средних пор, мкм

Предел прочнос ти при срезе, ИПа циент проникомпонентов, мас.7, усапка, Х никеля, мкм цаемости а10-"м

Никель Тетра зол

74,7 бб

64 44

59 32

53 23

47,14

45 11

10-70

10-70

10-70

10-70

10-70

10-70, 75-100

23

21

18

16 тному

36

21

16

13

12

37

77

79

82

3,7

3,1

2,6

1,66

1,82

Таблица 2 сп

Размер Порисчастиц тость, титана, Ж мкм

Предел прочности при срезе, МПа

КоэААиРазмер средних пор, мк

Соотношение компонентов, мас.Ж циент проницаемос» ° 10-"м

Титан Тетра2,1

1,5

200-630 61 868

200-630 50,2 240

65 35

70 30

5 159562 образца проводят определение характеристик получаемого материала: пористость, коэффициент проницаемости, средний размер пор, предел прочности при .срезе и усадку в процессе спекания °

Проводят опыты и с другими Аракциями порошка титана марки ПХТ2-2, Скорость распространения вдлны разложения по изделию составляет 0,10,3 мм/с в зависимости от содержания тетразола .в смеси.

В табл. 2 приведены значения пористости, коэффициента проницаемости, среднего размера пор, предела прочности при срезе и усадки при различных соотношениях титан — тетразол в смеси и различных Аракциях порошка.

По данным рентгеноАазового анализа, проведенного на дифрактометре

ДРОН-2, спеченные на воздухе образцы пористого титана соответствуют чистым металлам, других линий (например, окислов или нитридов) на рентгенограмме не обнаружено, Получают также пористые изделия из титана по способу-прототипу. Порошок титана (электролитический) с дисперсностью менее 200 мкм смешивают с наполнителем (спирто-глицериновый

9 6 раствор, состоящий из 60Х этилового спирта и 40Х глицерина), прессуют в глухой пресс-форме спекают в срее де аргона 6-7 ч при 400 С. Затем спекают при 1000»1100 0.

Формула изобретения

1 ° Способ получения спеченных пористых металлических иэделий, включающий приготовление смеси металлического порошка с органической добавкой, брикетирование и термообработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения производительности, в качестве добавки используют тетразол, а термообработку осуществляют локальным воспламенением тетразола.

2, Способ па п. 1, о т.л и ч аю шийся тем, что в качестве металлического порошка используют ни:Ф кель дисперсностью 10-70 мкм, а тетразол вводят в количестве 16-25 мас.X.

1595629

Продолжение табл. 2

1 !

Соотношение компонентов мас.X

Пористость, X

Линейная усадка, Х

Размер средних пор, мкм

Титан Тетра зол

Составитель F., Левашов

Техред И.Дидик Корректор Т. Палий

Редактор Е. Копча

Заказ 2875 Тираж 650 Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета по изобретениям и открь тиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

72 28

75 25

77 23

80 20

Ло известному способу

Размер частиц титана, мкм

200-630

200-630

200-630

200-630

Менее

200

Коэффициент проницаемости 310-13м2

48,3 167

43,8 69,9

40,1 47,8

37,6 36

30,0

33,4

19

Предел прочно ти при срезе, МПа

33

43

53

1,2

0,7

0,5

0,4