Способ изготовления трубчатых мембран

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1836189 СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ ДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОПИСК ПАТЕНТ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(71) Краснодарский научский центр хранения и иовощной продукции(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЫХ МЕМБРАН(57) Сущность изобретения: спосо ет гидродинамическое прессован ваго порошка в цилиндрическо между эластичной оболочкой и с имеющим твердость не менее 208 ление менее 140 МПа в течение О, с, спекание в вакууме или инертн последующую обработку рабочей сти мембраны потоком азота или а жащего газа при температуре 40 течение 15 мин. 1 табл. ТРУБ но-исследовательереработки плодоКондрашова тво ССС О, 1986. бретение относится к порошковой ргии, в частности к способам изгоя трубчатых фильтрующих элеменлупроницаемых мембран из титана, т быть использовано для очистки и ния методом тангенциальной микльтрафильтрации жидких смесей и вных суспензий, концентрирования сперсных, коллоидных и высокомоных веществ. ревращают в нитрид титана путем азотиования.Предложенный способ отличается от изестного тем, что рабочую поверхность трубчато баты ваю зом при 15 мин,го элемента (барьерный слои) обрат азотом или азотсодержащим гатемпературе 400 - 800 С в течение изготовлении фильтрующих элерименяли опорные стержни из стапосле закалки или из нержавеющей ЗН 18, Х 20 Н 80 с полированной потык, и эластичные оболочки из резиполиуретана в виде цилиндра ной формы толщиной стенки 2-5 ошок титана засыпали в цилиндриазор между опорным стержнем и ой оболочкой, уплотняли вибраомещали в камеру гидродинамичепрессования, где давление валось от 0,1 до 110 - 140 МПа в тече - 0.028 с и сбрасывалось. В резульучали прессовку в виде трубки с Цель изобретения - увеличение срока; службы трубчатых мембран из титана,Поставленная цель может быть достигнута путем формирования барьерного слоя(рабочей поверхности мембраны) повышенной износостойкости, например, из нитридатитана, имеющего повышенную износостойкость по отношению ко всем видам сталей и титану,Па предлагаемому способу вначале изготавливают фильтрующий элемент с барьерным слоем из титана, а затем последний ского увелич ние 0,0 тате и Изо(51)5 В 22 Р 3/10, 32 ментов и ли Ст.45 стали Х 2 верхнос ны или правиль мм. Пор ческий з эластичн цией и и б включаие титаном зазоре тержнем, НВ, дав-0,028 ом газе и поверхно- зотсодер 0-800 С в50 55 внутренним диаметром 30, наружным 37 и длиной 420 мм, имеющую переменную пористость по сечению: рыхлую с большим диаметром пор снаружи, более плотную структуру с тонкими порами около внутренней поверхности и барьерный (расклепанный) слой с наиболее малым диаметром пор на самой внутренней поверхности трубки. Спекание осуществляли в атмосфере аргона при температуре 900-980 С в течение 1-5 ч,При изготовлении фильтрующих элементов с барьерным слоем на наружной поверхности трубки вместо металлического стержня ставили эластичную оболочку с таким же наружным диаметром, а вместо наружной эластичной оболочки металлический цилиндр с достаточной прочностью и полированной внутренней поверхностью. Порошок титана засыпали в зазор между внутренней поверхностью металлического цилиндра и наружной поверхностью эластичной оболочки. Усилие гидродинамического удара направлялось из центра через стенку эластичной оболочки и слой порошка титана к внутренней поверхности металлического цилиндра, Спекание осуществлялось при указанных ранее условиях,Для увеличения износостойкости рабочей поверхности (барьерного слоя) ее обрабатывали молекулярным или активированным световым излучением азотом, или азотсодержащим газом при температуре 400-800 С в течение 15 мин. В зависимости от условий азотирования образуется пленка повышенной износостойкости из нитрида титана толщиной 0,5-10,0 и переходная диффузионная зона толщиной 10-70 мкм.П р и м е р 1, Порошок титановый марки ПТС, ТУ 48-10-78-83, фракции - 0,18 мм засыпают в пресс-форму и после виброуплотнения подвергают прессованию давлением 110 МПа в течение 0,024 с. Прессовку спекают в атмосфере аргона при температуре 960-980 С в течение 2-4 ч. Обработку поверхности барьерного слоя потоком азота, нагреваемого до 800 С в закалочной электропечи с открытыми спиралями, осуществляют в течение 15 мин. Время подьема температуры от 200 до 800 С - 40 мин.П р и м е р 2, Порошок титановый марки ПТМ, ТУ 14-1-30-86-80, фракции - 0,08 мм засыпают в пресс-форму и после виброуплотнения подвергают прессованию давлением 120 МПа в течение 0,02 с. Прессовку 5 10 15 20 25 30 35 40 45 спекают в течение 2-4 ч в атмосфере аргона при температуре 920 - 940 С. Обработку поверхности барьерного слоя потоком азота, нагреваемого до 510 С в закалочной электропечи с открытыми спиралями, осуществляют в течение 15 мин. Время подъема температуры от 200 до 510 С - 30 мин. Увеличение температуры от 510 до 800 С сокращает время азотирования от 15 до 5 мин.П р и м е р 3. Порошок титановый марки ПТОМ, ТУ 48-5661-10/0-81, фракции - 0,05 мм засыпают в пресс-форму и после виброуплотнения подвергают прессованию давлением 140 МПа в течение 0,18 с. Температура спекания в атмосфере аргона 920 С, время спекания 2-4 ч, Обработку поверхности барьерного слоя потоком воздуха, нагретого до 460 С в закалочной электропечи с открытыми спиралями, осуществляют в течение 15 мин. Время подъема температуры от 200 до 460 С - 25 мин.Срок эксплуатации получаемых трубчатых мембран относительно описанных в прототипе увеличивается более чем в 3 раза.В таблице приведено влияние времени обработки потоком азота, нагретого до 510 С, рабочей поверхности барьерного слоя трубчатых элементов, выполненных из порошка титана марки ПТМ, на срок их эксплуатации, определенный при работе с суспензией, содержащей абразивные компоненты.Из данных таблицы видно, что с увеличением времени обработки рабочей поверхности мембран азотом до 15 мин срок их эксплуатации увеличивается более чем в 3 раза. Дальнейшее увеличение времени азотирования поверхности практически не влияет на длительность эксплуатации мембран. Аналогичные результаты получены и для других марок порошка титана.Формула изобретения Способ изготовления трубчатых мембран, включающий засыпку в цилиндрический зазор, образованный эластичной оболочкой и стержнем, имеющим твердость не менее 208 НВ, титанового порошка, гидродинамическое прессование его давлением менее 140 МПа в течение 0,018-0,028, спекание в вакууме или инертном газе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения срока эксплуатации мембран, рабочую поверхность заготовки обрабатывают потоком азота или азотсодержащего газа при температуре 400 -800 С в течение 15 мин.1836189 актор Е, Полионов рректор трушева Заказ 2996 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Состав Техред Г. Кондрашргентал