Способ изготовления спеченных пористых изделий

6 В (1 И СОЮЗ СОООСНИХ0 ВВВВМаааРЕСПУБЛИК эСЮ УДЮфСТНЕННЫЙ КОНФЕТ ОСОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЖЬФ ПИСАНИЕ ОБ ьЫа 31 1 1 л. Ф ФФюачфащдь ФАцФМФВююйь ьайюаъаююа.(72) П,А,Витязь, В.К.телег, В.М.Кап. цевич, В.В.Маэюк, Я.Н,Сорокина Л.П.Пилиневич И Л.В.Резник (71) Велорусское научно-проиэводст; венное обьединение порсваковой металлургии(53) 621762.5.ф 6%1762. 8 (088. 8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР В 716709 кле В 22 Г Ъ 10 ф 1978 е.2 Авторское. авидетельство СССР В 856117, кл. В 22 Г Э/10, 1980.(54)57) СПОСОБ ИЭГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕН НЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЯМИ вКлючающий ФОР. мование заготовки, ее предварнН АВТОИНОМУ тельное спекание, многократное осаждейке мелкодисперсных частиц в поровые каналы заготовки н последующееспекание, о т л и ч а ю щ и й с ятем,.что, что,с целью повышения про-ницаемости и тонкости очистки поисохранении высокой прочности, осаждение осуществляют путем предварите-льного заполнения поровых каналовчастицами с размером 0,15-0,25 размера частиц материала заготовки икаждого последующего заполнения ка-налов частицами с размером 0,45-0,55размера частиц для предвщущего заполнения, причем после каждрго осаждения заготовку спекают тФи ФемиераФтуре, равной температуре спеканияосажденного порошка.Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления спеченных пористых изделий, и может быть использовано для изготовления фильтрующихэлементов с неоднородными поровымиструктурами в направлении фильтрации.Известен способ изготовления спеченных пористых изделий с переменной по сечению пористоатьювключающий формование заготовки ., заполнение ее поровых каналов мелкодисперсный порошком с раэмером частиц 0,14-0,5 размера частиц порошка заготовки при наложении вибрации сначала с ускорением 9,8- 19,6 м/с , а затем с ускорениемЯ7-9 м/с 2 и последующее спекание 111,Недостатком этого способа является невысокая механическая прочность изделий. В случае спекания, иэделий при температуре, оптимальной для крупнодисперсного порошка заготовки, может быть достигнуто повышение предела прочности изделий, однако это приводит к перепеканию мелкой фракции, к резкому снижению проницаемости и уменьшению размера пор. Кроме того, способобладает узкими технологическими возможностями, так как позволяет получать изделия только плоскойформыеНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления сгеченных пористых изделий, включающий формование заготовки; ее предварительное спекание, ревер- сивное многократное осаждение в по" ровые каналы мелкодисперсных частиц и последующее спекание. Способ позволяет получать изделия различной конфигурации с высокой механической прочностью 2.Недостатком способа являются невысокие проницаемость и тонкость очистки получаемых изделий.Цель изобретения - повышение проницаемости и тонкости очистки при сохранении высокой прочности.Поставленная цель достигается тем, .что согласно способу изготовления спеченных пористых изделий, включающему формование заготовки, ее предварительное спекание, многократное осаждение мелкодисперсных частиц в поровые каналы заготовки и последующее спекание, осаждение осуществляют путем преДварительного заполнения поровых каналов частицами с размером 0,15-0,25 размера частиц материала заготовки и каждого последующего заполнения каналов частицами с размером 0,45-0,55 размера частиц для предыдущего заполнения, причем после каждого осаждения заготовку спекают при температуре,равной температуре спекания осажденного порошка.На чертеже представлено устройство для получения пористых изделий5 трубчатой формы.Технология получения трубчатыхизделий следующая.Сформованную любым известным способом и спеченную заготовку 1 из круп10 нодисперсного порошка помещают вконтейнер 2, Между заготовкой ипроницаеьым элементом 3, служащимдля стабилизации потока газа по оситрубы, засыпают мелкодисперсный по 15 роаок.4. Контейнер закрывают крышкой 5. Под действием потока газа,создаваемого источником б избыточного давления, происходит осаждение мелкодисперсного порошка .в20 эаготовкуеЗаготовку формуют из крупнодисперсного порошка, спекают, осаждаютвначале мелкодисперсные частицы размером 0,15-0,25 размера частиц материала заготовки. Такой выбор соотношения размеров металлических частиц позволяет получить переменнуюпористость по сечению и обеспечивает высокую проницаемость изделий,однако не позволяет получить достаточно высокую тонкость очистки. Этосвязано с неравномерным заполнениемпоровых каналов мелкодисперсным порошком, обусловленным тем, что порызаготовки и частицы мелкодисперсного35 порошка имеют самую разнообразнуюформу, в результате чего изделиеимеет существенный разброс пор поразмерам, что снижает тонкостьочистки.40 Увеличение соотношения размеровболее 0,25 не позволяет получить переменную пористость по всему объемуизделия, так как частицы проникаюттолько в верхний слой изделия либо45 вообще не осаждаются в нем,При уменьшении соотношения размеров менее 0,15 проницаемостьснижается, так как мелкодисперсный порошок заполняет поры по все 50 му объему изделия либо вОобще проходит сквозь поры и не осаждается в нем, что не позволяет получать изделия с переменной пористостью по сечению.Для повышения тонкости очистки(устранение крупных пор) производят повторное осаждение мелкодисперсных частиц с размером 0,450,55 размера частиц, ранее осажденных. Такое соотношение размеров позволяет производить осаждение частиц только в самых крупныхпорах, При увеличении соотношения более 0,55 не заполняются крупные поры в заготовке, так как час 65 тицы не проникают в эти поры. Изме.Заказ 3081/9 Тираж 813 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Иосква, Ж 35, Раушская наб д. 4/5филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 н ение соотношения в сторону умень-;шения.снижает проницаемостьзаготовки, так как поры полностью заполняются мелкодисперснща порошком и уменьшается градиент пористости по сечению иэделия.Для повышения тонкости очистки и увеличения градиента пористости по сечейию изделия производят много,кратное осаждение мелкодисперсного орошка с размером частиц 0,45-0,55 азмера частиц предыдущего осаждения. Соотношение 0,45-0,55 позволяет осадить мелкодисперсныечастицы в тонком слое заготовки, вследствие чего проницаемость практически не уменьшается, а увеличивается тонкость очистки, Увеличение соотношения более 055 ие позволяет осадить мелкодисперсный порошок .в поровых каналах заготовки, Уменьшение соотношения менее 0,45.:приводит к снижению проницаемости, так как мелкодисперсный порошок заполняет не только тонкий слой, а весь .объем заготовки.Процесс осаждения повторяют до тех пор, пока не получат; заданную тонкость очистки.После каждого осаждения.заготовку спекают при температуре, равной .температуре спекания осажденногоомелкодисперсного порошка. П р и м е р, Из порошка бронзымарки ВрОФ 10-,1 с размером частиц (-1000+800) мкм формуют заготовкудиаметром 30 мм и толщиной 5 мм испекают при 875 еС, После саеканияна заготовку насыпают бронзовый порошокс размером частиц, составляю"щим 0,2 размера частиц заготовки,т.е,. сразмером йстиц(-200+160)мкм,и пропускают воздух под давлением1 атм в течение 1 мин. Осажденныйпорошок припекают к поровым каналамзаготовки при 830 С в течение 1 чв среде аргона. При этом полученноеизделие имеет максимальный размерпор 200 мкм.Затем еще два раза осаждают мел"кодисперсный порошок с размеромчастиц, составляющим 0,5 размера 1 О частиц предыдущего осаждения, т.е.осаждают мелкодисперсный порошокс размерами частиц (-100+80) мкм и(230+40) мкм. Осажденные частицыприпекают к поровым каналам заготов-.15 1 ки при 815 и 790 С соответственно.При этом полученное изделие обладаетмаксимальным размером пор 50 мкм ипроницаемоетью 2,25-10- м", в товремя, как у изделий, изготовленныхпо известному способу, коэффициентпроницаемости 1,710м 2, а максимальный размер пор 90 мкм.Прочность на изгиб изделий, по"лученных предлагаемым способом, исследованная на образцах иэ бройэыБРОФ-1, вырезанных.иэ плоскихпластин толщиной 5 мм, составляет.40 МПа, что находилось на уровне прочности изделий, полученных известным.способом (42 МПа).Такнм образом, предлагаемый способ позволяет повысить,.проницаемостьпористых изделий иа 32, а тонкость .фильтрации на 45 при сохранении высокой механической прочности.35 Изготовление фильтров по .предлагаемому способу позволяет уменьшитьих габаритный вес, повысить срокслужбы до регенерации, увеличить теп-.лопередающие характеристики при ис- .4 О пользовании их в элементах конструк:ций теплообменных аппаратов,