Лигатура на основе молибдена

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 100779 (21) 2794490/22-02с присоединением заявки Йо(51)М. Кл,С 22 С 35/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(53) УДК бб 9.15- -198(088.8) А.А.Хачатуров,Л.И. Клячко, А.В. Абалихин,Х.С,Бадриддинов,П.С. Максудов, Е.Б. Качанов, В.А. Калицев, В.А. Горин,А.А. Дедюкин, Н.П. Поздеев, В.В. Хайдаров,В.В.Несговоров,Е.И. Мартынов, А.А. Щукин, Л.Р. Тагер, М.С. Макунин,Б.Д. Белясов й А.А. ШегайВсесоюзный научно-исследовательсКий и проектный инстит ттугоплавких металлов и твердых сплавов и Чирчикский филиалВсесоюзного научно-исследовательского и троектйого; ".,:института тугоплавких металлов и твердых сплавов,.(54) ЛИГАТУРА НА ОСНОВЕ МОЛИБДЕНА Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при производстве металлических брикетов, в частности металлургических с лигатур для получения жаропрочных сплавов, легированных молибденом. Известен способ молибденовых.штабиков из смеси, состоящей из порошка ц металлического молибдена, а также связующих компонентов: глицерина и . спирта, в соотношении 1:10-3:10 11 .Недостаток указанной смеси - высокая температура спекания (до, 2000 С), что требует больших затрат энергии, водорода, воды и значительно удлиняет технологический цикл. Кроме того, в процессе спекания смесь загрязняется продуктами распада органических связующих, в частности газовыми примесями.Наиболее близкой к предлагаемой является смесь Г 2, состоящая из порошков молибдена, железа и меди, а также углеродсодержащего восстановителя при следующем соотношении компонентов вес.%:Железо 5Медь 530 Углерод 1Молибден ОстальноеОднако этот сплав изготавливается по сложной схеме, включающей двойное восстановление и смешивание вводных растворов. Состав содержит медь, которая является вредной примесью при легировании специальных сплавов. Кроме того, недостатком указанной смеси является высокое содержание газовых примесей, что недопустимо для всех известных специальных сплавов. В процессе усвоения лигатуры металлическим расплавом имеют место значительные потери легирующего элемента за счет возгонки окислов молибдена.Цель изобретения - .повышение и стабилизация механических свойств сплавов за счет снижения вредных примесей в лигатуре, обусловленного снижением температуры и времени спекания а также увеличения скорости растворения лигатуры при вводе в жидкий металл.Поставленная цель достигается тем, что шихта, содержащая молибден и углерод, дополнительно содержит никель, алюминий и окись алюминия при829709 Таблица 1 Молибденовый порошок 0,01 0,01 0,5 70 88-92 90-94 94-96 О, 002 0,002 0,002 0,001 0,2 72 0,010,005О, 007 О, 002 О, 001 0,001 90 84 0,001 93-95 0,01 0,010,001 0,10,010,005 Молибденовый порошок 85-90 89-93 92-96 90-94 72 0,001 0,001 75 0,001 0,001 0,001 92 О, 001 0,001 0,005 0,004 Оптимальное содержФие никеля в смеси находится в диапазоне 4-10Снижение содержания никеля менее 4 приводит к резкому снижению прочности (,) брикетов, что отрицательно сказывается при их транспортировке и хранении. Увеличение содержания никеля в смеси свыше 10, хотя и приводит к дальнейшему увеличению прочностных характеристик, нецелесообраз но из-за снижения содержания основного легирующего компонента. лигатуры - молибдена,Кроме этого, содержание никеля в лигатурах менее 4 приводит к резкому снижению скорости растворения лигатуры в расплаве.Алюминий в сочетании с углеродом в предлагаемом количестве вводится в смесь с целью снижения содержания кислорода в брикете. Введение рас кислителей алюминия и углерода позволяет получить легированные брикеты при низких температурах спекания с содержанием кислорода и других газовых примесей, не превышающих их со следующем соотношении компонентов, вес.:Никель 4-10Алюминий 0,005-0,9Окись алюминия 0,005-0,1Углерод 0,005-0,1Молибден ОстальноеШихту готовят следующим образом, Легирующие компоненты в заданных соотношениях смешивают методом квартования, вводят в молибденовый порошок и перемешивают в смесителе любого типа в течение 1-2 ч.Из полученной смеси прессуют заготовки, которые затем спекают в вакуумных нли водородных печах при 1350- 1450 С. 15 Молибденовый штабикМо+4 й +0,005 С+0,01 (АЕ+АР О)Мо+10 и+0,1 С+1(АЕ+АЕ,О,)мо+7 й (+О, 05 с+О, 5 (АЕ+А Я О ) Молибденовый штабикМо+4 )+0,005 С+0,01(АЕ+АР О )Мо+4+0,005 С+0,01(АЕ+М О )Мо+7 И +О, 05 С+0,5 (АЕ+АЕ,О. ) Введение в состав смеси никеля позволяет сократить технологический цикл (исключить предварительное спекание при 1000-1200 С и снизить температуру спекания для получения компактного брикета на 300+700 С), а также значительно уменьшить расход электроэнергии и водорода на единицу продукции. Это связано с тем, что никель активирует процесс спекания за счет ускорения диффузионных процессов. В табл. 1 представлено содержаниегазовых примесей в брикетах лигатуры,имеющих различные составы, а такжемеханические свойства брикетов. держания в штабиках молибдена, полученных высокотемпературным спеканием независимо от содержания газов в исходном порошке.При различных содержаниях газов в исходном порошке молибдена (кислорода 0,1-0,5; водорода 0,01; азота 0,01), добавка легирующих компонентов позволяет снизить содержание примесей (кислорода до 0,004-0,07, водорода до 0,001 и азота до 0,001) и получить конечный продукт с меньшим содержанием газовых примесей, чем в штабиках молибдена, полученного методом высокотемпературного спекания. При этом повышается относительная плотность брикетов до 90-94, а прочность на сжатие до 90 кг/мм.Окись алюминия вводится в брикет для улучшения ошлакования примесей в расплаве жаропрочных сплавов при растворении брикетов. Для получения брикетов лигатур готовят три смеси, составы которыхпредставлены в табл, 2.+ 0,1 ДЕО4000 100 10000 900 100 7000 400 100 20 ние 1-2 ч. Полученная смесь прессуется на мерные заготовки сечением45 х 45350 мм и спекается в водородной или вакуумной печи.20 Режимы спекания представлены втабл. 3. Таблица 3 1400120 С Температура, СВремя, ч 1350 Ь. 20 С 1450+20 С 1,5 1,5 После спекания брикеты лигатуры 35 охлаждаются в холодильнике в течение 1 ч, упаковываются и передаются потребителю.Полученные таким образом из смеси брикеты лигатур имеют высокие метал О лургические качества. Так, по сравнению со стандартными штабиками молибдена скорость растворения в случае использования брикетов из предлагаемой смеси, например в расплавах на основе никеля, в 5-6 раз выше, 45При изготовлении указанных лигатур методами порошковой металлургии обеспечивается весьма равномерное распределение никеля в бтуктуре лигатуры. 50 Таблица 4 0,00 0,0050,005Остальн 129,8 84 15,1 20 30,5 Содержание компонентов, мас.: Предварительно изготавливается смесь из легирующих элементов в указанных соотношениях методом квартования. Затем легирующая смесь вводится, в молибденовый порошок и перемешивается в смесителе любого типа в течеПри вводе, брикета в расплав на никелевой основе, никелевые прослойки должны быстро раствориться, а молибден мелкодисперсньвщ частичками - перейти в расплав и также быстро раствориться в жидком металле. Это позволяет вести выплавку сплавов на нижнем пределе по молибдену, что обеспечивает значительную экономию (2-5) дефицитного и дорогостоящего легирующего материала.Лигатура, составы которой указаны в табл. 1, была использована для выплавки жаропрочного сплава ЭИ.В табл. 4 приведены физико-механические свойства сплава.829709 Продолжение табл. 4 ические свойства сплава ароспеченный сплав н олибденамас.Ънове прочность при 600 С Р иск72 кг/мм й 1 АО АО 1,6 84,5 29,6 40,3 15,3 2 Остальное о О,1 41,1 14,8. 20 85,1 стальн о 3,5 2 12,0 1 00,0 7 щ а я с тем, что, с цельюния ее растворения, стабилизханических свойств сплавов иния их галогенности, она допно содержит никель, алюминийалюминия при следующем соотнкомпонентов, вес.Ъ:НикельАлюминийОкись алюминияУглеродМолибден я ускореции меповышелнительи окисьшенин Из табл. 4 видно, что сплав, полученный с использованием предлага емой лигатуры, отличается более высокими Физико-механическими свойствами. Это обаясняется гомогенностью состава сплава, снижением содержания вредных газовых и неметаллических включений и связано с тем,что в процессе всплывания макрочастиц глинозема во время расплавления брикета происходит соосаждение оксидов и нитридов на них с последующим удалением в шлаковую Фазу, 40 4-10 0,005-0,9 0,005-0,1 0,005-0,1 Остальное сточники инфо во внимание п 48-19-102-74.ент США Р 3418103, 6, 1964. рмации;ри эксперти приняты1, Т 2. П кл. 75 мула изобретения Лигатуржащая оставитель Е. Перекатов ехред И. Асталош едактор Т, Гыршкан Подписноетета СССРрытийнаб., д. 4/5 каз 2720/1 Тираж 681 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 35, Москва, Ж, РаушскаяПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Фил Металлургические штабики молибден