Способ получения спеченных пористых металлических изделий

(19) (11) А 1 51)5 В 22 Р 3/10, С 22 С 1/04 0 ПИ ОБРЕТ Щт К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 46) 71) и инстим Белорусрситета нив Принапцевев иА К в Б,ФМ.; Сущ том, ч пользую кристал ра плалическо ления -л С - м - нЮ - Х=Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Павловская Г,И. и ибряеМеталлокерамические фильтры.Недра, 1967, с, 90,Пористые процицаемые материалы,Справочник/ Под ред, С,В, Белова,М.: Металлургия, 1987, с. 158-168,с. 149-156,Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий из металлических порошков.Целью изобретения является упрощение технологии и повышение производительности,ть изобретения состоит в качестве наполнителя ис тетразол, Тетразол - белое вещество, температ156 С, химическая ф(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХПОРИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых изделий изметаллических порошков. Цель - чарощение технологии и повьппение производительности. В способе, включающемприготовление смеси металлическихпоропьков с органической добавкой,брикетирование и термообработку, вкачестве добавки используют тетразол,а термообработку осуществляют локальным воспламенением тетразола, В качестве порошка испочьзуют никельдисперсцостью 10-70 мкм, а тетразолвводят в количестве 16-25 мас,7 илипорошок титана дисперсностью 200630 мкм, а тетразол вводят в количестве 20-35 мас,%, 2 з,п,ф-лы,2 таблЛокальный нагрев спрессованных образцов смеси порошка никеля с 16- 25 мас.%, тетразола или порошка титана с 20-35 мас.% тетразола инициирует самораспространяющееся зкзотермическое разложение последнего, которое протекает с образованием зцачительного количества газов (710 см /г), обладающих восстановительными свойствами, твердого продукта при этом не образуется. В волне разложения тетразола достигается высокая температура и образуется значительное нов личество активных восстацоцительцых радикалов-фрагментов молекулы тетразола - Н; СН; Н, которые взаимодействуют с окисной пленкой ца по 159562950 верхности частиц металлического порошка, восстанающвая его до металла,химически активируют поверхность и,таким образом, способствуют спека 5нию.Образующиеся при разложении в значительном количестве газы предохраняют металл от окисления кислородомвоздуха и обеспечивают Формированиесквозных пор. При содержании тетразола в смеси с никелем в количестве,.меньшем . 16 мас,%, и в смеси с титаном в количестве, меньшем 20%, ре(жим самораспространения при разложении не реализуется. При содержаниитетразола в смеси с никелем в количестве, большем 25 мас.%, и в смесис титаном в количестве., большем35 мас,%, уменьшается механическаяпрочность изделий. При использованиипорошка никеля с размером частицменьшем 10 мкм, и порошка титанаменьшем 200 мкм, происходит оплавление заготовки в процессе спекания, 25что приводит к закрытию пор и неконтролируемой усадке образца.При использовании порошка никеляс размером частиц, большим 70 мкм,и порошка титана, большим 630 мкм,уменьшается механическая прочностьполучаемых изделий.П р и ме р 1. Из порошка электропитического никеля марки ПНЭвыделяют Фракцию порошка с размеромчастиц 10-70 мкм, гранулометричеекийсостав которого дополнительно контролируют на Фотоседиментометре маркиАнализеттеФирмы "Фрич" (ФРГ) исмешивают в смесителе для сухих веществ с порошком тетразола, просеянным через сито 50 мкм, Тетразол получают путем взаимодействия азида натрия, хлорида аммония и ортомуравьиного эФира в уксусной кислоте, очищают перекристаллизацией из этилацетата и измельчают на вибромельницетипа КН,Смесь порошков никеля и тетразолапрессуют в стальной пресс-Форме вдиски диаметром 30 мм, высотой 3-4и 40-45 мм при давлении 170 МПа,Полученную прессовку приводят в контакт с раскаленной нихромовой спиРалью и таким образом иницииРУют горение (самораспространяющееся экзо гермическое разложение) тетразола. Послеохлаждения образца проводят определение характеристик получаемого материала: пористость, коэФФициент проницаемости, средний размер пор, пределпрочности при срезе и усадку в процессе спекания, Пористость определяютрасчетным методом по ГОСТ 18898-83,Средний размер пор определяют методомвытеснения смачивающей жидкости (этилового спирта) избыточным давлениемгаза под образцом.КоэФФициент проницаемости определяют, зная расход газа (воздуха) через образец и перепад давления на образце по ГОСТ 25283-82, Критерием механической прочности служит пределпрочности образца при срезе, Измерения производят на испытательной машине "Инстрон". Усадку в процессеспекания измеряют, исходя из линейных размеров образца до и после разложения наполнителя.Проводят также опыты с другимиФракциями порошка никеля. Скоростьраспространения волны разложения поизделию составляет 0,08-0,3 мм/с взависимости от содержания тетразолав смеси.В табл. 1 приведены значения пористости, коэФФициента проницаемости, среднего размера пор, пределапрочности при срезе и усадки приразличных соотношениях никель - тетра.зол в смеси и для различных Фракцийпорошка никеля,Изобретение позволяет совместитьоперации термообработки и спеканияв одну операцию - инициирования реакции горения тетразола,1П р и м е р 2, Из порошка механохимического губчатого титана маркиПХТ 2-1 выбирают Фракцию 200-630 мкми смешивают в смесителе для сухихвеществ с порошком тетразола, просеянным через сито 50 мкм, Тетразолполучают по известной методике путемвзаимодействия азида натрия, хлоридааммония и ортомуравьиного эФира вуксусной кислоте. Далее очищают перекристаллизацией из этилацетатан измельчают на вибромельнице типаКН, Полученную смесь прессуют встальной пресс-Форме в диски диаметром 30 мм и высотой 3-4 и 40-45 ммпри давлении 170 МПа. Полученнуюпрессовку приводят в контакт с раскаленной нихромовой спиралью и такимобразом инициируют горение (самораспространяющееся экзотермическое разложение) тетразола После охлажцения3, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве металлического порошка используют титан дисперснрстью 200-630 мкм а тет- .Уразол вводят в количестве 20-35 мас.Х. Таблица 1 Соотношение Пористость,7 Размер частиц КоэААиЛинейная Размерысреднихпор, мкм Пределпрочности присрезе,ИПа циентпроникомпонентов,мас.7,усадка,3170 87 200-630 61 868 200-630 50,2 240 65 35 70 30 5 159562образца проводят определение характеристик получаемого материала: пористость, коэффициент проницаемости,средний размер пор, предел прочностипри .срезе и усадку в процессе спеканияеПроводят опыты и с другими Аракциями порошка титана марки ПХТ 2-2,Скорость распространения волны разложения по изделию составляет 0,10,3 мм/с в зависимости от содержаниятетразола .в смеси.В табл. 2 приведены значения пористости, коэффициента проницаемости,среднего размера пор, предела прочности при срезе и усадки при различных соотношениях титан - тетразолв смеси и различных Аракциях порошка,По данным рентгеноАазового анализа, проведенного на диАрактометреДРОН, спеченные на воздухе образцы пористого титана соответствуютчистым металлам, других линий (например, окислов или нитридов) нарентгенограмме не обнаружено,Получают также пористые изделияиз титана по способу-прототипу. Порошок титана (электролитический) с дисперсностью менее 200 мкм смешиваютс наполнителем (спирто-глицериновый 9 6раствор, состоящий из 603 этилового спирта и 403 глицерина), прессуют в глухой пресс-форме спекают в срео де аргона 6-7 ч при 400 С. Затем спекают при 1000-1100 С. Формула изобретения 1Способ получения спеченных пористых металлических иэделий, включающий приготовление смеси металлического порошка с органической добавкой, брикетирование и термообработку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения производительности, в качестве добавки используют тетразол, а термообработку осуществляют локальным воспламенением тетразола2, Способ по п. 1, о т.л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве металлического порошка используют ниФ кель дисперсностью 10-70 мкм, а тетразол вводят в количестве 16-25 мас,3.1595629 Продолжение табл. 2 Соотношениекомпонентовмас.Х Пористость,й Коэффициентпрони- цаемости я 10"м Линейнаяусадка,Х Размерсреднихпор, мкм Титан Тетрзол 49 33,4 2443 53 59 Составитель Е,Техред И,Дидык евашо орректор Т, Пал Редак Копча Заказ 2875Тираж 650ВНИКНИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноезобретенилм и открьтиям при ГКНТ СССР Раушская наб., д. 4/5 Гагарина,1 Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгор 72 28 75 25 77 23 80 20 о извест пособу Размерчастицтитана,мкм 200-630 200-630 200-630 200-630 Менее 200 48,3 16 43,8 69 40,1 47 37,6 36 30,0 Предел прочно ти при срезе,МПа