Способ изготовления металлических пористых материалов

(5 З) УЙК 621.384, .6(088.8) Дата опубликования описания 1 8,05. 80 И, Д. Морохов, С. П. Чижик, Г. Г. Гугунишвили,Б. М. Вошедченко, В. Н. Лаповок, А. Н. Аршинов,Л. К. Григорьева, Г. Б. Боравская, В. Д. фролови С. А, Иванова(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления фильтров, электродов и различных элементов электровакуумной и полупроводниковой техники.5Известен способ получения изделий контролируемой пористостью, заключающийся в том, что в порошок основного материала перед прессованием вводят порообраэователь, который удаляется в процессе спекания за счет испаренияИИзвестен способ изготовления пористого углеродисто-металлического композиционного материала для теплоизоляции зданий, самолетов, автомобилей и т. и., по которому порошок легкого металла преимущественно алюминия, смешивают с 2-507 о термореактивной смолы и 1-10% порообраэователя, затем опекают при 650-850 С с удалением порообраэователя 21.Полученный пористый материал содержит загрязнения в виде органической термореактивной смолы, т. е. являетсячисто 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 пор3.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.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 предлагаемому способу в качестве порообраэователя используют азотнокислую соль исходного металлического порошка, атермообработку ведут при температуре не нвкв температуры разложения азотно- кислой 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 никеляй(МО 1 6 И Оф 28 - ф" Мл 2 МО Ф+ВН 0. В момент разложения соли мелкие(1 мкм) частицы образующегося металлаобладают большой активностью, что обес,печивает прочное сцепление их между со-.бой и с частицами исходного металлического порошка. Это и обусловливает высокую прочность получаемого пористогоматериала.Пористость полученного материаламожет варьироваться в зависимости отпроцентного .соотношения металлическогопорошка и азотнокислой соли данногометалла.Полное разложение аэотнокислой солиобеспечивает высокую чистоту материала,что очень важно при изготовлении какфильтров, так и электродов. В качествеисходного металлического порошка используют никелевый порошок в количестве 90-98 вес.ч.Процесс осуществляется следующимобразом,Исходный металлический порошок смешивают в смесителе с азотнокислой сольюпредварительно диспергированной возможно тоньше (до размера частиц 1 мкм именьше). Полученную смесь прокатывают в ленту и подвергают термообработоке: нагревают заготовку до 250 С, приэтой температуре ее выдерживают втечение 1 ч. Затем для полноты удаления влаги температуру доводят до 350 Си затем заготовку охлаждают. Температура разложения аэотнокислой соли, например, никеля 110 С, дляарантированной полноты прохождения процессарабочая температура вэята приблизительно 250 С.Приме р 1, Берут 90 вес.ч,никелевого порошка со средним размеромчастиц 2-3 мкм и 10 вес.ч. нитрата никеля М (ИО), 6 НО, предварительноизмельченного в шаровой мельнице в те 10 чение 1 ч и просеянного через сито0,05 мм. Смесь тщательно перемешиваю в шаровой мельнице в течение 30 мин,затем прокатывают на прокатном станев ленту толщиной 100 мкм. Термообра 1 ботку проводят в проходной печи в среде водорода при давлении 30 кг/см ,оТемпературу подымают до 250 С, поддерживают на этом уровне в течениео1 ч,далее повышают до 350 С, после2 О чего заготовку охлаждают.Исследование полученного пористогоматериала показало, что пористость егосоставляет приблизительно 75%, размерпор 1-1,5 мкм, прочность на разрыв25 3,5 4,3 кг/мм .Лента прокатанная без соли и спеченная при той же температуре, имеетпористость 35-40%, средний размер пор1-2 мкм и проность на разрыв не более 1,5 кг/мм ,П р и м е р 2, Берут 97,5 вес,ч.никелевого порошка со средним размеромчастиц 2-3 мкм и 2,5 вес.ч. нитрата никеля, предварительно измельченного вшаровой мельнице в течение 1 ч и просеянного через сито 0,05 мм, Смесьтщательно перемешивают в шаровой мельнице в течение 30 мин, затем прокатывают на прокатном стане в ленту толщиной 100 мкм, Термообработку производятв проходной печи в среде водорода придавлении 30 кг/см, Температуру подни 2мают до 250 С, поддерживают на этомооуровне в течение 1 ч далее до 350 С,ф 5 после чего заготовку охлаждают,Исследование полученного пористогоматериала показало, что пористость егосоставила 45-50%, средний размер пор11-2 мкм, прочность на разрыв 8-10 кг/ммП р и м е р 3, Берут 95 вес.ч. никелевого порошка со средним размеромчастиц 2 3 мкм и 5 вес.ч. нитрата никеля, предварительно измельченного вшаровой мельнице в течение 1 ч и просеянного через сито 0,05 мм, Смесьтщательно перемешивают в шаровой мельнице в течение 30 мин, затем прокатывают на прокатном стане в ленту толщи7338 5ной 100 мкм, Термообряботку производят в проходной печи в среде водорода2при давлении 30 кг/см, Температуруоподнимают до 250 С, поддерживают на этом уровне в течение 1 ч, далее повышают до 350 С, после чего за отовку охлаждают.Исследование полученного пористого материала показало, что пористость его составила до 607 о, средний размер пор 1 о 1-1,5 мкм, прочность на разрыв 6- 7 кг/мм .Зависимость пористости и прочности полученного материала от состава исходной смеси компонентов показана в таблице. 15 Источники информации 3,5-4 90 95 е при экспертизетельство СССР. 3/12, 1944.аявка ЯпонииА 62, опублик. мани яты 1. Авторское свид 66650, кл, В 22 2. Акцептованная 50-14209, кл. 1 975.3. Авторское свид 406639, кл. В 2 рототип) . 6 6-78 10 97,оз ект роды й прочтельство СССР Г 3/12, 1972 есок ю. Составитель Л, ИкоевРедактор И. Шубина Техред М, Петко Коррект яэ 1959/16ПГГИИ Тираж 889 Подпидарственного комнтетя ССзобретений и открытийЖ, Ряушская няб., д. ПИ Госделам Госкв по 13035, илиял Г 1 ПП "Патент, г, Ужгород, ул. тняя Реализация данного иэобреит изготавливать фильтры. п; пористые изделия выти и с заданной пористос 626Формула изобретения 1. 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 щ и й с я тем, что в качестве исходного металлического порошка используют никелевый порошок в количестве 90- 98 вес.ч.