Способ изготовления металлических пористых материалов

Способ изготовления металлических пористых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскми

Соцмалмстмческмк

Республик

О П И С А Н И Е <„,7ЗЗ862

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свка-ву— (22) Заявлено 18.12.78 (21) 2692921/22-25

1 г

4 (51)М. Кл.

В 22 Р 3/12(/

Н 01 Л 9/02 с присоединением заявки Ж—

Государственный комитет (23) Приоритет— по денем изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.80, Бюллетень ¹ 1 8 (53) УДК621.384..6(088.8) Дата опубликования описания 18.05.80

И, Q. Морохов, С. П. Чижик, Г. Г. Гугунишвили, Б. М. Вошедченко, В. H. Лаповок, А. Н. Аршинов, Л. К. Григорьева, Г. Б. Боравская, B. Д. Фролов и С. А. Иванова (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления фильтров, электродов и различных элементов электровакуумной и полупроводниковой техники.

Известен способ получения изделий контролируемой пористостью, заключающийся в том, что в порошок основного материала перед прессованием вводят порообраэователь, который удаляется в процессе спекания за счет испарения

И.

Известен способ изготовления пористого углеродисто-металлического композиционного материала для теплоизоляции зданий, самолетов, автомобилей и т. и., по которому порошок легкого металла преимущественно алюминия, смешивают с 2-50% термореактивной смолы и

1-107 порообраэователя, затем опекают при 650-850 С с удалением порообраэователя (2).

Полученный пористый материал содержит загрязнения в виде органической термореактивной смолы, т. е. является чисто металлическим.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому изобретению .является способ получения пористых вольфрамовых дисков для термокатодов, по которому иэ порошков вольфрама и фторидов иттрия или лантана готовят смесь, которую прессуют в диски и спекают в вакууме при 2000-2500 С. Прй этом фториды испаряются, что способствует увеличению объема открытых пор (3).

Недостатки этого способа состоят в следующем: применяемые в качестве по« рообразователя фториды токсичны, что особенно опасно при их испарении; фториды агрессивны по отношению к материалам оснастки, что усложняет и удорожает ее изготовление; применение порообразователя ведет к образованию пор в изготавливаемом материале и неизбежно снижает его прочность.

862

733

Поэтому повышение прочности таких пористых изделий, как фильтры, электроды и др. является весьма актуальной проблемой.

Целью предлагаемого изобретения является получение металлических пористых материалов с заданной пористостью и повышение их прочности.

Цель достигается тем, что по предла гаемому способу в качестве порообраэователя используют азотнокислую соль исходного металлического порошка, а термообработку ведут при температуре не ниже температуры разложения азотнокислой соли до ее полного разложения.

Эта соль хорошо диспергируется и смешивается с порошком металла, хорошо связывает материал и полностью выгорает при спекании, т. е. разлагается в атмосфере водорода с испарением про дуктов разложения по формуле, например, для никеля ц цО 6H Oi2H — Мл2МО Ф+ВН 0

2. В момент разложения соли мелкие (1 мкм) частицы образующегося металла обладают большой активностью, что обес,печивает прочное сцепление их между со-. бой и с частицами исходного металлического порошка. Это и обусловливает высокую прочность получаемого пористого материала.

Пористость полученного материала может варьироваться в зависимости or процентного соотношения металлического порошка и азотнокислой соли данного металла.

Полное разложение аэотнокислой соли обеспечивает высокую чистоту материала, что очень важно при изготовлении как фильтров, так и электродов. B качестве исходного металлического порошка используют никелевый порошок в количестве 90-98 вес.ч.

Процесс осуществляется следующим образом.

Исходный металлический порошок смешивают в смесителе с азотнокислой солью предварительно диспергированной возможно тоньше (до размера частиц 1 мкм и меньше). Полученную смесь прокатывают в ленту и подвергают термообработо ке: нагревают заготовку до 250 С, при этой температуре ее выдерживают в течение 1 ч. Затем для полноты удаления влаги температуру доводят до 350 С и затем заготовку охлаждают. Температура разложения аэотнокислой соли, на4 пример, никеля 1 Л.О С, для I арантированной полноты прохождения процесса рабочая температура вэята приблизительно 250 С.

Пример 1. Берут 90 вес.ч. никелевого порошка со средним размером частиц 2-3 мкм и 10 вес.ч. нитрата никеля М (NO ) >, 6Н О, предварительно измельченного в шаровой мельнице в те10 чение 1 ч и просеянного через сито

0,05 мм. Смесь тщательно перемешиваeg в шаровой мельнице в течение 30 мин, затем прокатывают на прокатном стане в ленту толщиной 100 мкм. Термообра1 ботку проводят в проходной печи в среде водорода при давлении 30 кг/см . 2 о

Температуру подымают до 250 С, поддерживают на этом уровне в течение о

1 ч,далее повышают до 350 С, после

2О чего заготовку охлаждают.

Исследование полученного пористого материала показало, что пористость его составляет приблизительно 75%, размер пор 1-1,5 мкм, прочность на разрыв

3,5-4,3 кг/мм .

Лента, прокатанная без соли и спеченная при той же температуре, имеет пористость 35-40%, средний размер пор

1-2 мкм и прочность на разрыв не более 1,5 кг/мм .

Пример 2. Берут 97,5 вес.ч. никелевого порошка со средним размером частиц 2-3 мкм и 2,5 вес.ч. нитрата никеля, предварительно измельченного в шаровой мельнице в течение 1 ч и просеянного через сито 0,05 мм. Смесь тщательно перемешивают в шаровой мельнице в течение 30 мин, затем прокатывают на прокатном стане в ленту толщи40 ной 100 мкм. Термообработку производят в проходной печи в среде водорода при давлении 30 кг/см, Температуру подни2 мают до 250 С, поддерживают на этом о о уровне в течение 1 ч далее до 350 С, после чего заготовку охлаждают.

Исследование полученного пористого материала показало, что пористость его составила 45-50%, средний размер пор

1-2мкм, прочность на разрыв 8-1 О кг/мм„

Пример 3. Берут 95 вес.ч. никелевого порошка со средним размером частиц 2 3 мкм и -5 вес.ч. нитрата никеля, предварительно измельченного в шаровой мельнице в течение 1 ч и просеянного через сито 0,05 мм. Смесь тщательно перемешивают в шаровой мель. нице в течение 30 мин, затем прокатывают на прокатном стане в ленту толщи7338

3,5-4

6-7 до 75 до 60

45-50

10

8 10

97,5

5 ной 100 мкм. Термообряботку производят в проходной печи в среде водорода

2 при давлении 30 кг/см . Температуру о поднимают до 250 С, поддерживают на этом уровне в течение 1 ч, далее повышают до 350 С, после чего заготовку охлаждают.

Исследование полученного пористого материала показало, что пористость его составила до 607Г, средний размер пор 1î

1-1,5 мкм, прочность на разрыв 67 кг/мм .

Зависимость пористости и прочности полученного материала от состава исходной смеси компонентов показана в таблице. 15

Реализация данного изобретения цоз» вопит изготавливать фильтры, электроды зо и т. п; пористые изделия высокой прочности и с заданной пористостью.

62

Формула изобретения

I. Способ изготовления металлических пористых материалов, включающий приготовление смеси исходного металлического порошка и порообразователя, прессование смеси и последующую термообработку,, отличающийся тем,что,с целью получения металлических пористых материалов с заданной пористостью и повышения их прочности, в качестве порообразователя используют азотнокислую соль исходного металли ческого порошка, а термообработку смеси ведут при температуре не ниже температуры разложения аэотнокислой солы до ее полного разложения.

2. Способпоп. 1, отличаю

m и и с sтем,,что в качестве исходного металлического порошка используют никелевый порошок в количестве 9098 вес.ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 66650, кл, В 22 Г . 3/12, 1944.

2. Акцептованная заявка Японии

% 50-14209, кл. 10 А 62, опублик.

1 975.

3. Авторское свидетельство СССР

М 406639, кл. В 22 F 3/12, 3 972 (прототип) .Составитель Л. Икоев

Редактор И. Шубина Техред М. Петко Корректор Н. Стец

Заказ 1< 1 = г)/16 Тираж 889 Подписное

ПНИ11ПИ Государственного комнтетя СССР и о целям изобрете ни и и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Ряушская няб., д. 4/5

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