Способ металлизации спеченных пористых изделий

СОК)З СОВЕТСКИХСОШ 1 ЛЛИС ГИЧЕ СКИХРЕСПУБЛИК КСАН ЗОБР К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВ С,П.Распо Изобретенметаллургии, вценных пористстых иэделийметаллическил 1поверхность элЦель цзобрсти сцеплениятерлостойкостней сквозной по ие относится к по частности к получых и особенно вы с защитным сп покрытием, нанос рошковоинию спе- окопорилошным имым на п особом, е прочновой и его внутренктрохимическимт ения - повышенипокрытия с оснопри сохраненииристости,разом.Особснностью стых ячеистых мат канальной порцст тость образует трронизывзст всюВажной с руктурнопорцстых ячецсредний диаметр ГОСУДЛРСТВЕй 1 ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ СПЕЧЕННЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к порошковоиметаллургии, в частно ти к способасл метал б осуществляется следующим обструктуры высокопорирцэов является нзличие стц П. Канальная пориехмсрную связную са 1 ь и структурч материала. й характеристикой висоых глзтерцзлов является ячеек д. Ячейки-поры -(51)5 В 22 Е 3/10, 7/02 2лиэации спеченных пористых изделий. Цель изобретения - повышение прочности сцепления покрытия с основой и его термостойкости при сохранении внутренней сквозной пористости. Элсктрохиличсское осаждение металла, идентичного металлу основы, проводили на высокопористую металлическую заготовку до наращивания перегородок пор, в 1,1-1.3 раза превышающей их ширину, прокалывают поверхность с осажденным металлом при давлении 0,2-0,4 кг/см, после чего прово 2дят термообработку изделия при 600-700 С в течение 1 ч в инертной среде. 3 табл,это полиэдры с полостью, близкой по форме к эллипсоиду вращения.Матричный каркас образуется из трехгранных ребер-перел 1 ычек, стыков трех соседних ячеек, которые являются ребрами граней ячеек. На эти перел 1 ычки и производится электрохимическос осаждение покрытия металла, идентичного металлу изделия. Осаждаемое покрытие нарэщцвает перегородки пор с непрерывным ушцрением толщины перегородок. Как следствие сетчато-ячеистая структура на поверхности уже нарушается и ячейки-поры - это усеченные конусы вращения. Наращивание перегородок пор ведут до высоты, в 1,1 - 1,3 раза превышающей шцрцпу пор. Если нзрощенная высота перегородок пор будет менеесл в 1,1 раза превышать ширину поры, то прц соэдзнцц слоя будут появляться дырли-зазоры. Чрезмерное увеличение перегородок пор50 55 более че, о 1.3 рзэдв у,",чшдет сго,топокрытия, кроме увел чения толщины покрытия, зато требует э.зч 11 тельного увеличения врсмени элс;тролиза. Послендодшивдния пеоегпп-лк и р производятих переор:ентац 1 ю на "0 цу ем л 1 ехд ического прока гыодния ролц 1 кю; или воли ом вНаПРаоЛЕНИИ, ПЗРаЛЛЕПЬОЛ 1 ПООЕРХНОСтИиэделия, Ражо, чтобы нап,-.воление вращения ролика или вдл 1.ка при переогиентации не ыенялось, тогда ндрощенныеперегородки пор ложатся одна на другую,эакрыодя цри этом открытые поры. Ддолсние механического родика определяетсятвердостшэ материала покрытия и требооаниел не нзрушать внутреннюю структуру пористого изделия и варьируется впределах 0,2-0,4 кг/см . При давлении меРнее 0,2 кг/см возможна неполная пере 2ориентация нарощенных перегородокпор, при увеличении давления ролика более 0,4 кг/см возможны локальные по 2вреждения поверхности изделия,После получения сплошного слоя металлопокрытия производят конечную термообработку иэделия при 600-700 С неменее 1 ч о инертной атмосфере. При этомпроисходит образование межчастичныхметаллических контактов между покрытием и осцпвой, а также о самом покрытиимежду наслоенными друг нз друга перегородками пор. Увеличение температурыболее 700 С и времени термообработкиболее 1 ч не улучшает свойств покрытия,При уленьшении температуры менее600 С затруднено обрдээвание межчастичных металлических контактов.Инертная атмосфера необходима дляпредотвращения образования окалины наповерхности покрытия и внутри иэделия.П р и м е р 1, Производили металлиза 1 цию образцов из высокогтористой меди. Образцы имели форму цил.1 ндров диаметром10 - 40 мм и высотой 20-40 л 1 м.Характеристики высокопористой медиприведены в тзблице.Если диаметр ячеек зараее неизвестен,то его легко можно определять измерениетлна любом микроскопе. Электроосаждениемеди производили из электролита следующего состава, г/л: медь ссрндкислая 200, кис.лота серная (концентрированная) 50,тиомочеоина 0,4. Плотность тока не более70 мА/сл 1 .Контроль высоты кдрощснных перегородок пор пооизводитс-" по разнице замароа высоты порис ого образца доэлектролиза и после. Дачный способ достаточно прост и показателен, так как есливысота ндрощенных перегородок пор Л 1 а 5 10 15 20 25 30 35 40 45 нез указанных пре лоо, то образец сном помещается в злек 1 Голизер, если же замеренцая величина окдзыодется больше заданной, то это никдк не ухудшает свойств покрытия, но и не улу шгдет их,роме увели. чеция толщины покрытия. Толщина покры. тИЯ В ПОСЛЕДУЮЩСЛ 1 ПО НЕОбХОДИМОСтИ мох;ет быть оставлена такой же или уменьше 1 з эд счет его шлифовки, Переориентд цию нзрощеннык перегородок пор производят механически прокдтыоднием ролика цод давлением 0,2-0,4 кг/см . Пог сле создания сплошного медного покрытия производили термообрабстку изделий в ячейке с контролируемой инертноЙ атмосферой, помещенной в силитовую печь сопротивления, Наличие открытых пор определяли визуально,Прочность сцепле,ия покрытия определяли о условиях, ил 1 итирующих работу теплообменных элементов. Боковые стенки обрдзцоо изолировали, о торец пористого образца подавали воду под дэоление 2,5 атм (используемого обычно для создания конвектионого тег 1 ломзссопереносз о теплообменнике). Пригодным покрытие считалось в том случае, если не наблюдалось утечки хлздагента - воды сквозь металлиэированную поверхность. Так кдк давление воды более 2,5 атм не поднил,алась, то величину адгезии (прочности сцепления) покрытия можно принять равной 2,5 атм (О;25 МПа). Измерить величину ддгезии покрытия, полученного по известному способу, не представляется воэможныл, тзк как в образце отсутствует сквозная пористость вследствие пропитки образцов сусцензией металла, а технология очистки обьема образца от данной суспенэии неизвестна.Термостойкость покрытия характеризует испытание на быструю смену тепловых режимов использования образца с покрытием. Годность покрытия для дальнейшей эксплуатации наблюдалась даже после пятикратного быстрого нагрева обраэцд до 350 С и охлаждения его о инертной атмосфере. П р и м е р 2. Электрохимическое осаждение никеля прооодили иэ раствора, содержащего 150 г/л сернокислого никеля, 20 г/л хлористого аммония. 25 г/л борной кислоты плотностью тока 50 л 1 А/смг при рабочей температуре ванны 50-60" С, рН=5,6 5,9. Рзспо ожение электродов го. ризонтдльное,Выбор оптимальных пдрдметров прпцессд л 1 етдллиздции пористых никелевых образцов и свойства покрытий отображены о табл. 1 и 2.Высота на роотси. мык пер птродок пор,ватаДг влепив роли ка,рМнк ротвер дость покрытия,кггемНэлмчис открытык пор или зазоров, отт/си Пригод ность покрытия при дзвлемим кладатен.та2,5 атм Пригодность пе крытия киспочьэо вамню по.еле пяткрат. мого н грела до 359 лС г,ч 97959595 0.9 0,0 О.В О,В ОВ 1,0 1.0 Л 1,0 1 О 0.4 0.4 0,4 0.2 О,11 11 6 11 11 700 700 700 600 700 20 25 45 25 20 Нвт Нет Нет Нвт Нет Да Дв Да Дг Да Да Дз Да а Та блица 2 Пг.годность по.трития п,ри дав.ле инклздатен.та2,5 атм Нгличис открыты пор илм ззэооок, шт/смг(1 рнгодность по.крытнл к мспольэо. агнию по.сле па тк ратногоо мзгревэдо 350 С Порстость,бысотз наро(се- ныл пе(нгоро рокпоа.мы Давление ролика,к(7 сьтк Толстнапокрытия,мкм ик ро тве(и дость покрытия,кг/смт,ч 19 22 26 20 22 150 146 150 40 40 Да Дз Да Да Да Да Да Да 70 70 10 70 70 0.7 0.7 1.0 0,7 07 е4 в в 0,4 0.4 0,4 0.2 01 700 700 700 600 700 Нет Нет Нет Нет Нет 0,6 0.6 0.6 0,6 0.6 П р И 1, Е рЗ. ЗЛЕКтрОХИ;Л(1 ЧЕСКОЕ ОСаждение железа производили иэ раствора, содержагцего Э 0 г/л сернакислого железо- аммония, 0,25 г/и серной кислоты (концентрированно 4), плотностью тока 20 ыА/см,г при комнатной температуре. Расположеие зле к 7 родо в го риз о нтэл ьное. Выбор оптимальных параметров процесса металлизации пористых железных образцов и их свойств приведен в табл. 1-3.Микро 1 вердость сплошной меди марки М 1, отожженной при тех же условиях, составляет бб+2 кг/см . Прилеры показывают влияние высоты нарощенных перегородок пор, влияние величины давления ролика при механической переориентации перегородок пор, влияние условий термообработки на прочностные свойства получаелого покрытия. Полученное покрытие на образце из высокопористой меди не растрескивалось и было родно для дальнейшей эксплуатации даже после пятикратного бь(- строго нагрева образца до 350" С и охлаждения его в инертной атмосфере,5 Формула изобретения Способ мсталлизации спеченных пористых изделий, включающий электрохимическое осаждение 7 латериала покрытия, 10 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения прочности сцепления и его термостойкости при сохранении внутренней сквозной пористости, осаждение осуществлягот до высоты перегородок пор, в 15 1,1-1,3 раза превышающей,их ширину,причем в качестве осаждаюцего металла используют металл основы, прокатывают поверхность с осажденным металлом при давлении 0,2 - 0,4 кг/см, после чего правог20 дят термообработку изделия при б 00 -700 С в течение 1 ч в инертной атмосфере.оф ооо аХ сф % Ой 3- 2ао аасС:огаст й 1- соФ -о ф л Фх - с 5 2 с аа емосчйО.Щ Д%ФЧ3 оао х 1Ола а АРВОк воЦ ВГаохос 4 а а т1 Щ а Ю о о 2 аЭ ф- - о а О Б о с о ;ь 1оавтаф 3ффсФф 1704919 1 1 о с щд а ко у 1- щс 3- 1- Ь. 3- 1- ХХХХХ э ф ф о о 1 й ИЪ О) (О й ососче Р СЧ СЪ (Ч Р О ОООО ООООО л ллол сТ фФ Ф см Ф ООООО ффффф е е 4 е г ЛЛОЛЛ оо оо