Способ изготовления изделий из керметов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 872514
Авторы: Глемба-Овидский, Гордон, Лазаренко, Спиридонов
Текст
Союз СоветеиикСОцидпистичесиикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 872514(51 ) и. Кл. С 04 В 35/42 С 22 С 29/00 3 Ьоударетаенный комитет СССР ао делам изобретений и открытийДата опубликования описання 15. 10.81. В.Г,Гордон, О.А.Глемба-Овидский, Л.С.Лазаренкои Э,Г.СпиридоновсИнститут высоких температур АН СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КЕРИЕТОВИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спосо бам получения металлокерамических материалов.Керметы на основе хромитов и хрома обладают рядом свойств, которые делают их весьма удобным материалом при использовании при повышенных температурах в окислительной среде, например, в металлургическом производстве. Они стойки к окислению, имеют высокую прочность, малую ползучесть при высоких температурах, стойки к резкой перемене температур. Тем ие менее, при попытках их промышленного применения возникли существенные затруднения с получением изделий из керметов. Обычно для получения изделий применяется металлокерамическая технология т.е. формовка под дав0 лением, сушка и спекание при 1700 С в нейтральной среде (Аг, Не и др). Однако формовка изделий даже не очень больших размеров при удельных дав 2лениях порядка 1500-2000 кг/смзатруднительна уже при площади планаизделия в 100 см . Затруднения этисвязаны с необходимостью примененияспециальных пресс-форм, сложных в 5изготовлении. Еще большие сложностивозникают при необходимости получения изделий сложной формы, особенноесли учесть, что механическая обра Оботка кермета ВСгОЗ-Сг трудна из-затвердости материала.Известны различные способы получения изделий из керметов, напримершликерное литье, при котором тонкодисперсная смесь исходных компонентов кермета отливается во взвешенном состоянии, т.е. в виде эмульсиинеобходимой текучести в специальнуюформу с давлением или без давления 1.Оборудование для проведения такойоперации стоит достаточно дорого,процесс сложен в отладке и в осуществ.тенин.872514 Известен также способ пропитки, при котором предварительно отформованный и спеченный неметалличесЪий каркас погружается в жидкий металл или касается его и пропитка идет за счет сил капиллярности2 1.Особенность процесса состоит н использовании жидкотекучести металла. Однако в случае, когда металлом является хром, т.е, металл с весьма высокой температурой плавления, проведение жидкофазной пропитки сталкивается с трудностями. Трудности эти заключаются в том, что удержание расплавленного хрома в керамических тиглях является очень сложной задачей, так как хром пропитывает или разъедает все неметаллиО 15 35 50 ческие тигли, а применение гарниссажных устройств слишком дорого.20Наиболее близким техническимрешением к изобретению являетсяспособ получения керметов хромитхром, согласно которому используютисходные порошки с размером частиц1-100 мкм, а формование проводятлибо шликерным литьем, либо прессованием дисперсной композии с последующим обжигом3 .Прессование кермета производитсяв стальных закаленных пресс-формахпри удельном давлении 1000-1500 кг/см.При этом в кермет вводится дозируемое количество хрома, определяемоепутем расчета или эмпирически. Прималых размерах изделий из керметастоимость такой пресс-формы и самого прессования не очень высока. Нодаж при этом условии желательно применение крупного промышленного масшта 40ба для снижения стоимости штучногоизделия. Например, стоимость прессформы малого размера составляет 700800 р. Однако при необходимости прессовки изделий хотя бы чуть большегоразмера, скажем 100100 мм в плане,стоимость пресс-формы уже 7-8 тыс, р.зашт при простой конфигурации изделия и намного выше при несколькоболее сложной. К тому же, чем большепо размеру пресс-форма, тем труднеес ней работать и тем меньше она служитНо самое главное, при прессовкедаже иэделий указанных генеральныхгабаритов 1 ООХ 100 мм необходимо иметьпресс с усилием в 150 тонн. Поэтому 55формовка изделий из керметов, получаемых по этому методу, является сложным и дорогим процессом,Цель изобретения - упрощение способа путем исключения формовки под давлением.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий из керметов состава хромит-хром путем заполнения формы компонентами шихты с последующей термообработкой в качестве исходных компонентов используют хромит дисперсностью 25- 60 мк и хром дисперсностью 10-15 мк, форму заполняют хромитом, на который сверху насыпают хром, а термообработку проводят в среде нейтрального газа при 170-1850 С в течение 0,5- 1,0 ч.Сущность предлагаемого способа основана на том, что хромиты обладают способностью вбирать в себя порошковый хром при температурах существенно ниже температуры плавления хрома. При таком спосОбе получения Изделий из керметов оказывается достаточным на хромит, засыпанный в кеоамическчоформу, насыпь требуемое количество порошкового хрома и выдержать при 1700-1850 С в течение 0,5-1,0 ч в среде нейтрального газа 1, аргон, гелий и др) .Величина дисперсности хрома и хромита является наиболее приемлимой и выявлена в результате экспериментов.В случае, если величина гранул хромита менее 25 мк, процесс поглощения хрома протекает медленнее. В случае если дисперсность хрома преlвышает 60 мк, качество получаемого кермета значительно снижается из-за увеличения зернистости.В случае, если величина гранул хрома 10 мк, это не оказывает существенного влияния на процесс осуществления способа, но получение хрома такой дисперсности связано со значительными трудностями, В случае, если величина гранул более 15 мк, процесс поглощения хрома идет неравномерно и могут образоваться незаполненные пу - стоты. Величина температуры выдержки формы с засыпанным хромом в печи в среде нейтрального газа выявлена в результате многочисленных экспериментов. Если эта температура менееО1700 С, то процесс осуществления способа сильно замедляется, а если выше 1850 С, то начинается активиро- о872514 5ванная хромитом пропитка материалаформы,Время выдержки в среде нейтрального газа колеблется в пределах0,5-1,0 ч.Если время выдержки менее 0,5 ч,то растекание хрома произойдет непо всему объему изделий. Если времявыдержки более 1;0 ч, это приводитк непроизводительному увеличениювремени осуществления способа получения изделий из керметов,В качестве примера конкретноговыполнения можно привести способ изготовления лопатки газодинамического устройства.Форма изготавливается следующимобразом.На модель изделия, изготовленнуюиз парафина, наносится масса из НЗРО3 4(хромофосфатной связки) слоем 3-.4 ммн наполнителя, состоящего из неметаллических порошков 51 С, М 9 СгО причем для ускорения схватывания при- с:меняются добавки М 90, 5 е 20 З, У О.Далее следует операция сушки и обжиога при 500 С, при которой модель выплавляется и выгорает.В приготовленную таким образом форму засыпают пррошок хромита дисперсностью 25-60 мк по возможности грансоставом, близким к трехфракционному. Сверху помещают необходимое количество хрома с небольшим избыткомдисперсностью 15 мк. Заполненнуютаким образом форму помещают в печьс нейтральной средой и выдерживаютпри 1700 дС в течение 1 ч. При этомчастички хрома беэ плавления, исключительно за счет поверхностных эффектов в твердой фазе, равномерно распределяются по поверхности хромитнойзасыпки и , накладыва.сь на процессыспекания кермета, образуют прочныймонолит.Использование предлагаемого способа получения иэделий из керметовпозволит исключить операцию формовки под давлением сократить вреУмя, необходимое для получения изделий исключить применение дорогостоящего оборудования. изготавливать детали в условиях любого металлургического завода. снизить себестоимостьизделия. Сравнение свойств кермета состава 1.аСг 0-40 Ж Сг, полученного по известному методу, и кермета 1.аСгОЗСг,61 полученному по предлагаемому способу,приведено ниже.Распределение металлической и керамической фазы для керметов, полученных по известному и предлагаемому способу, существенно различно. В кермете, полученном по известному способу,всегда существует неравномерностьпрессовки, Связана она с тем, что1 о отношение длины к поперечному размеру при прессовке редко бывает оптимальным, т.е. порядка 1:1,5, а, какправило, отличается от такового,Центральная часть при двухстороннемходе пуансона оказывается всегдаопрессованной слабее, чем верх и низпо ходу пресса, Слои, прилегающиепрямо к пуансону, существенно болееплотны, чем слои нижележащие.Поэтому при сравнении количествачастиц на 1 мм, проводившемся петрографическими методами, выясняется существенное различие между разнымиобластями прессовки в материале, полученном по известному способу. Приудельных давлениях в 1500 кг/см разли.2.чие между слоями в верхней части прессовки и в центре 8 Е.В то же время для кермета, полученного по предложенному методу, различия в концентрации частиц по всемместам не выше 1,37. Пористостькермета, полученного по известномуметоду, при одной и той же дисперс 35ности и фракционном составе 6 5Э Эа по предложенному - 2,3 Х. При специальном подборе фракционного состава пористость еще более снижаетсядо 1,62. Соответственно этому снижаются и механические свойства извест 40ных материалов сравнительно с керметами, получаемыми по предлагаемомуметоду. Кроме прочностных характеристик изменяются также и пластичностьматериала и способность его к дефор 45мации. Так, для кермета, полученного по известному способу б50 кг/см) Ка для предлагаемого материала;к,68 кг/см . Укаэанная разница в свойствах достигается за счет чисто меха 50 нических причин - равномерности распределения упрочняющей неметалл хромитной фазы,Весьма сильно влияет способ синтеза кермета на его пластичность, Так, для кермета, полученного по известному способу, при указанном вьппе,содержании неметаллической фазы деформация при сжатии 67, а для кермета, получен872514 формула изобретения Составитель В,Гордон Редактор С.Лыжова Техред Т.Маточка Корректор Г.РешетникЗаказ 8941/39 Тираж 663 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгоро-, ул, Проектная, 4 ного по предлагаемому способу - 117.Это объясняется наличием тонких прослоек между зернами хромита, а при способе получения кермета прессованием в материале сильно возрастает вли яние конгломератов хромитных кристаллитов, неизбежно образующихся при сжатии пресс-массы.Данный способ получения керметов может применяться в авиационной про- О мышленности для изготовления лопаток газодинамических устройств, в порошковой металлургии для изготовления сопловых вставок плазматронов, в черной металлургии для изготовления кера мических вставок рейтера нагревательной печи. Способ изготовления изделий из керметов, содержащих в качестве керамического компонента хромит, а в качестве металлического - хром путем формования и спекания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа, в форму засыпают хромит дисперсностью 25-60 мк и сверху - хром дисперсностью 10-15 мк, а спекание проводят в среде нейтрального газа при 1700-1850 оС в течение 0,5 ч. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шпикерное литье керметов "Керметы", М., "Иностранная литра", 1962, с, 97-102. 2. Механизм процесса пропитки )1 и иКерметы , М., Иностранная литра" , 1962, с. 120-121.3. Заявка Франции У 2238686, кл. С 04 В 35/42, опублик. 1975.
СмотретьЗаявка
2794808, 12.07.1979
ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР АН СССР
ГОРДОН ВЛАДИМИР ГРИГОРЬЕВИЧ, ГЛЕМБА-ОВИДСКИЙ ОЛЬГЕРД АРКАДЭКОВИЧ, ЛАЗАРЕНКО ЛЮДМИЛА СТЕПАНОВНА, СПИРИДОНОВ ЭДУАРД ГЕОРГИЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: B22F 1/00, B22F 3/12, C22C 29/12
Метки: керметов
Опубликовано: 15.10.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-872514-sposob-izgotovleniya-izdelijj-iz-kermetov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ изготовления изделий из керметов</a>
Предыдущий патент: Огнеупорная набивная масса
Следующий патент: Шихтовой состав глазури
Случайный патент: Устройство для фиксации втулки на валу