Способ металлизации порошкового материала

(22) Заявлено 06.02. 80 (21) 2879476/22-02 с присоединением заявки М 9 В 22 Р 1/02 Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытийОпубликовано 2302.83, Бюллетень й 9 7 Дата опубликования описания 23.02.83(54) СПОСОБ ЖЕТАЛЛИЗЬЦИИ ПОРОШКОВМАТЕРИАЛА 5 Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам металлизации порошкового мате- . риала, 5Известен способ металлизации порошкового материала, включающий размещение порошкового материала между электродами, нагрев порошкового ма-. териала до 400-1000 С и нанесение покрытия в кипящем слое галогенидамн тугоплавких карбидообраэующих металлов в присутствии водорода в элект-. рическом поле Х.Недостаток способа заключается в его низкой эффективности, что обусловлено повышенной температурой проведения процесса, неоднородности получаемого продукта, так как невозможно качественное нанесение покрытия на порошок в состоянии свободной засыпки, а также ограниченный выбор галогенидов тугоплав.ких карбидообразующих металлов,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ метал" лизации порошков абразивных материалов, включающий размещение абразивногб материала с порошком наносимого покрытия между электродами,виброожижение смеси абразивного материала и порошка покрытия и обработку при одновременном воздействии электрического разряда 12).К недостаткам указанного способа следует отнести сложность процесса,. его энергоемкость, обусловленную затратами на. виброожижение смеси порошков.и обработку электрическим разрядом, неоднородность готового продукта вследствие недостаточных расстояний между частицами порошка в состоянии виброожижения,а также загрязнения металоизованного порошка не, прореагировавшим порошком покрытия.Целью изобретения является упрощение процесса.поставленная цель достигается тем, что согласно способу металлиэации порошкового материала, включающему размещение его между электродами и нанесение покрытия в псевдоожиженном слое, нанесение покрытия осуществ" ляют в злектродинамнчески псевдоожиженном слое в восстановительной атмосфере между электродами из материала покрытия.На чертеже показана схема предпочтительного варианта осуществления способа.Система двух электродов 1 образует плоскопараллельный участок А, который окружен замкнутой областью В, создающий градиент электрического поля в радиальном направлении, В межэлектродную область вводят частицы 2 металлизируемого порошкового материала, Межэлехтродную область, которая герметизирована корпусом 3, заполняют восстанавливающей газовой Фазой. На электроды подают напря жение, величина которого выбирается такой, чтобы созданная напряженность, электрического поля обеспечила ввод частиц 2 в автоколебательный режим движения между электродами, т.е, 15 псевдоокижала порошок. Наличие градиентной области В обеспечивает стабилизации траекторий частиц в пределах области А, т.е. их пространственную устойчивость, исключающую вы брос частиц за пределы двухэлектродной системы.Процесс автоколебаний частиц 2 между электродами 1 связан с изменением знака их электрического заряда, В условиях газовой фазы в межэлектродной области перезарядка каждой из частиц при ее подлете к электроду противоположной полярности сопровождается возникновением микроискры. За счет энергии этой микроискры возникает эрозия как материала частицы, так и материала электрода. При этом происходит осаждение материала электродов на поверхность частиц, т.е, перенос массы с электрода на частицу, З 5 Осаждение происходит преимущественно на боковых поверхностях частиц, что является следствием того, что частицы, имеющие как правило неправильную Форму, ориентируют- -40 ся своим небольшим размером по вектору напряженности электрического поля.Процесс происходит тем интенсивней, чем выше парциальное давление 45 паров металла электрода.Описанный способ можно осуществить в условиях вакуума, однако восстановительная среда предпочтительней, так как, во-первых, поверх О ность частиц очищается от пленки окислов и,во-вторых, восстановительная среда увеличивает электрическую прочность области электродинамического псевдоожижения, что позволяет увеличить энергию микроискры за счет повышения напряжения.П р и м е р. Порошок железа со средним размером частиц 22 мкм помешают в межэлектродную область, образованную электродами из красной меди. Масса навески 2,0 г. Объем межэлектродной области 75 см. Межэлектродное расстояние 1,5 см. Межэлектродную область герметизируют, 65Время обработки, мин Напряжение, кВ 5 30 45 15,0 0,10 0,20 0,50 0,65 25, 0 0,10 Приведенные результаты показывают, что описываемый способ позволяет получать тонкие металлические покрытия.Процесс металлизации по описываемому способу можно проводить с частицами по своим электрофизичес,ким свойствам относящимся к про-: водникам, полупроводникам и плохим неорганическим диэлектрикам.Описываемый способ металлизации проводится за счет одного и того же источника энергии - энергии электрического поля высокой напряженности, что существенно упрощает процесс, так как при этом отсутствует источник вибраций и не нужно смещение в определенных пропорциях исходных порошков.Способ обладает малой энергоемкостью. Электрическая мощность, потребляемая от источника на псевдоожижение 1,0 кг порошка, не превышает 100 Вт.4Описываемый способ позволяет получать более однородный порошок, чем при металлизации по известному способу, поскольку расстояние между частицами порошка в случае электро- динамического псевдоожижения больше, чем при виброожижении. продувают водородом и создают давление (3-4) 10,Па. На электроды подают напряжение 15 и 25 кВ, чтообеспечивает псевдоожижение частиц.Уже через 5-7 мин первоначально серый цвет межэлектродной областипринимает золотистый оттенок. По истечении заданного времени напряжение отключают, водород стравливают,разгерметизируют камеру и вынимаютнавеску, Толщину покрытия определяютрасчетным путем из данных химического анализа на содержание меди в порошке железа и определений удельнойповерхности порошка после завершенияпроцесса металлизации с учетом возможного увеличения размеров частиц порошка,Результаты расчета толщины покрытияв микронах в зависимости от времени.обработки и напряжения на электро-дах -представлены в таблице.997982 10 Формула изобретения ставитель Д,Поповхред Т.Иаточка Корректор В.Бутяг ик да Подписиомитета СССРоткрытий.ушская наб., д. 11нноготений35, Р ал ППП Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Кроме того, электродимнамическое псевдоожижение порошка позволяет исключить совместную загрузку смеси. порошков обрабатываемого материала и покрытия, что исключает загрязнение готового продукта непрореагировавшим порошком покрытия и повысить эффективность процесса. Способ.металлизации порошковогоматериала, включающий размещение Заказ 1018/19 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, его между электродами и нанесениепокрытия в псевдоожиженном слое,отличающий с я тем, что,с целью упрощения процесса, нанесе-ние покрытия осуществляют в электро.динамически псевдоожиженном слое ввосстановительной атмосфере междуэлектродами из материала покрытия.Источники информации,йринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 421719 кл. С 23 С 11/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССРР 725325, кл. В 22 Г 1/02, 1978.