Способ получения дисперсно-упрочненного материала

Союз Советских Социалистических Рестгубпик(32) Гвсударствеииый комет СССР ка делам изебретеиий и открытий72) Автор изобретеим Иностранная фирмаешиал Металз корпорейшн (США)(71) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСН УГ 1 РОЧНЕННОГО МАТЕРИАЛАсло Фишера для усиленного диспсром число Фип ера ельчения порошок тке для удаления ообработку обычно Изобретение относится к порошковой металлургии в частности к способам получения дисперсноупрочненного материала,Известен способ получения дисперсноупрочненного материала, включающий смешивание металлического порошка, выбранного из группы, содержащей никель, кобальт и их сплавы, с порошком тугоплавкого окисла с отрицательной свободной энергией их образования при 1000 С не меньшей, чем для окиси алюминия, и последующее измельчение смеси порошков 11.Недостаток известного способа - длительность процесса измельчения.Целью изобретения является повышение эффективности процесса.Для достижения цели в предлагаемом способе получения дисперсноупрочненного материала, включающем смешивание порошка металла, выбранного из группы, содержащей никель, кобальт и их сплавы, с порошком тугоплавкого окисла и последующее измельчение смеси порошков, измельчение проводят в кислородсодержащей атмосфере, а затем осуществляют термообработку в восстановительной атмосфере. При этом, чтобы исключить сварку частиц во время измельчения, кислород, должен присутствовать в количестве, превьпнающем количество, обычно применяемое прп измельчении порошков.в атмосфере воздуха, часто находяцегосл в измельчительном ап парате. т.е, кислород должен присутствовать в количестве, достаточном для окисления отдельных частиц порошка, что позволяет предотвращать агломерацию, Для достижения такого уровня кислорода его подан т через газообразный источник, например через воздух или водяные пары, пли через ни слородсо черж ащее соединение, Гаков как карбонаг аммония или бикарбонат аммония. Тепло, создаваемое в измельчительных аппаратах, заставляет кислородсодержащсе соединение разлагаться с выделением кислсрода. После измельчения чметаллического порошка, Е сией. менее 15. В основ,менее 10 - 8. После изм подвергают термообрабо избытка кислорода. Термпроводят в атмосфере восстановителя, например водорода.Предложенный способ позволяет обрабатывать пороНки никеля, кобальта и их сплавов, Значительный интерес представляют также медный порошок и порошкообразные сплавы меди. Однако добавки сплавов, которые с трудом восстанавливаОтся водородом, например хром, алюминий, титан и цирконий, предпочтительно добавлять после измельчения.ОВводимые тугоплавкие окислы должны иметь величину отрицательной свободной энергии их образования при 1000 С не меньшую, чем такая величина для окиси алюминия. Для применения с никелем, кобальтом и их сплавами осооенно подходящими являотея окислы иттрия и тория. Окись алюминия совместима для примен ения с медью и се сплавами. Металлический порошок, усиленный дисперсией и полученный предложенным способом, пригоден для образова О ния слитков экструзией, прокаткой, ковкой и нтампоькой.Пример 1. 30 фунтов (13,6 кг) карбонила никеля, 0,48 фунтов,0,22 г) окиси итгрия и 1,5 фунта (680 г) бикарбоната аммония помещают в аппарат для измельчения трением и производят измельчение в течени" 8 ч в атмосфере аргона. Во время измельчения бикарбонат непрерывно разляга.тся, что можно заметить по запаху аммиака, выделяющегося из аппарата, Порошок выг 1 у- зю жают из измельчителя, добавляют све;аус юрцию, и весь процесс повторяют. Числыэ вишера обеих партий порошка примерно 5,5.Две партии порошка затем соединяотпропускают через водородную пуш пул ьную печь со скоростью 30 фунтов (13,6 кг) псрошка за час. Максимальная температура в печи 1750 Р (954 С). Небо ьцуо часть этого порошка Омсшают в емкость из мягкой стали с наружным диаметром 2 - -5/8" (6,67 см), из емкости откачивают воздух, емкость запаивают и проводят экструзию при 2050 Г (112 С, при степени экструзии 121. Зкструдировангый материал подвергают прессовке на холоду м 5 до 70%. После обработки 25/о материала предел прочности на разрыв при 2000 Г (1093 С) 8,0 кси; после обработки 70"/, материала предел прочности на разрыв 13,1 кси. Образцы подвергают испытанию после часового отжига при 2000 Г (1093 С).Пример 2, Примерно 20 фунтов (9,07 кг) лигатурного порошка с диаметром частиц 150 меш, содержащего 76% хрома и 24% алюминия, измельчают в течение 2 ч в атмосфере аргона в аппарате для измельчс- Б ния (мельнице) и выгружают после охлаждения в течение примерно 30 мин. Большую часть порошкообразного продукта примера 1 соединяют с этим лигатурным порошком и встряхивают в смесителе с двойн:, . -:енкями в течение примерно .: ц. Порошкообразную смесь в виде двух партий измельчают по 30 мин каждую и соединяют гартии пороцгка. Полученная порошкообразпая смесь содержит 16% хрома, 5% ал:оминия, 1,2% окиси иттрия, остальное - никель. Примерно 70 фунтов (31,75 кг) порошка спрессовывао до 500/от его теоретической плотности в сосуде из мягкой стали с наружным диаметром 73(4" (19,7 см). Из сосуда откачивают воздух, сосуд запаивают и осуществляют экструзию при 2050 Г (1121 С) при уменьшении объема 15/1. После пере- кристаллизации при 2450 Г (1343 С) происходит развитие структур со средним разменом чяст 1 ц желаемоЙ текст 13 ы куоя, уссснн 01 О 10 краям.ыкя 5 г текстура ян.5 И 51 ся неооходи мой для ссзд."1;1" я высокого спрО- тивлеия термической ус алости.Мехяническ.е с во стз в поцерецнике при 206 О" 1" (1093 С) с,ех Не: время разрыва при напряжепи 51,.,. е 20 ч при 5 ц 5 кси: предел г.роНости на разрыв 10,3 кси.Пример 3.,ве паргин порошка, каждая из которх Год.ржи сл/ с)унтОв (9,) кГ, никеля и 0,3 фунта (136 г) Окиси игрия, измельцакт в течение 4 ч в мельницс в атмосфере потока воздуха. Число Фишера измельценного порошка О. После из,ельчсния партии порока соединяют и восстянавлиняот водородом ь цу 1 пульнои печи. работающей 1 ри 1700 Г (927 С) . Восстаноп - ;енный порошжатея измельчают и смс - шив 1,от с 21% лигатурно:о сплава, содержащего 76% хрома и 24% агпомгНия. Иовуо смесь измельчают ь течениец в виде двух, яртий в атмосфере аргона. ИзмельценньЙ порошок далее прессуют в сосуде из мягкОЙ стали до плотности, состявляю 1 цеЙ 65% от теоретической плотности. Заготовку в ме 1 аллинаеской оболочке зятем откачивают, отпаивают и подвергают экструзии при 1950 Г (1065 С) при степени экстрзии 13/ с пргмсгСниех матрицы етыэехугольного сечения. После 5% уменьшения размера экструдировянной заготовки путем прокатки при 1850 Г (1010"С) проводят термообработку при 2450 Г (1343"С) для осуществления перекристаллизации и испытания при 2000 Г (1093"С).Попепе ные механические свойства следующие: время разрыва при напряжении более 20 ч при 6 кси. Продольные механическис свойсгва следующие: время разрыва при напряжении более 20 ч при 8 кси.Фор 5 у,га изобретениСпособ получения дисперсноупрочненного материала, включающий смешивание порошка металла, выбранного из груг;пы. со704439 Составитель Л. Родина Редактор Н, Корченко Техред М. Левицкая Корректор Т. Скворцова ЗакаЗ 7832/48 Тираж 945 Подписное ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д, 4/5 Филиал ППП сПатеитэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4держащей никель, кобальт и их сплавы, с порошком тугоплавкого окисла и последующее измельчение смеси порошков, отличаюиийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, измельчение проводят в кислородсодержащей атмосфере, а затем осуществляют термообработку в восстановительной атмосфере.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ма 3591362, кл. 75 - 5,197