Способ получения порошков сплава медь-олово

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вторскому свидетельст(22) 18.04.89 омитет Российской Федераци о патентам и товарным знакам(71) Институт металлургии Уральского отделения АН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВСПЛАВА МЕДЬ-ОЛОВО(57) Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности к способам получения порошков сплава медь-олово, Цельповышение качества порошка за счетувеличения его однородности по химическому составу, а также повышение производительности процесса, Для получениявысокодисперсного порошка сплава медьво с содержанием олова, равным 10,%, по эмпирической зависимости определяют содержание (У, мас.%) олова в загружаемом сплаве =АХ+АгХ +АзгХ+А 4Х, где Х - содержание олова в4частицах полученного порошка, мас,%; А 1,А 2, Аз, А 4 - коэффициенты, равные длятемпературы 2000 С соответственно 2,3;5,2 ф 10 (мас,%); 5,5 ф 10 (мас,%)1,610 (мас,%), Подставив эти значенияв уравнение, получают У=18,3 мас.% олова. Отсюда следует, что для получениявысокодисперсного порошка сплава медьолово с содержанием олова 10 мас,% необходимо загрузить сплав медь-олово ссодержанием олова 18,3 мас,%, Догрузкурасплава осуществляют сплавом медь10% олова. Полученный порошок обладаетвысоким качеством в связи с высокой однородностью его химического состава, 1табл, 1628349Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности к способам получения порошков сплава медь-олово,Целью изобретения является повышениекачества порошка за счет увеличения егооднородности по химическому составу иповышение производительности процесса,Для получения ультра- и высокодисперсного порошка сплава медь-олово с содержанием олова 10 мас. (который необходимдля использования в качестве металлическойсвязки для алмазного инструмента) поэмпирической формуле определяют У=А 1Х+А 2Х +АзХ +А 4 фХ,гдеХ - содержание олова в частицах порошка,мас, О;У - содержание олова в составе исходногозагружаемого сплава, мас, О;А 1, А 2, Аз, А 4 - коэффициенты, равныедля температуры испарения 2000 С соответственно 2,3; -5,210 (мас,)5,5 ф 104 (мас.); -1,бе 10 (мас,)Подставив эти значения в уравнение,получили значение Ъ=18,3 мас., олова, т,е.для получения ультра- и высокодисперсногопорошка сплава медь-олово с содержаниемолова 10 мас, необходимо загрузить сплавмедь-олово с содержанием олова 18,3 мас,оВ качестве инертного газа брали аргон,давление которого при испарении равнялось35 мм рт, ст.В герметичной вакуумной с водоохлаждаемыми стенками установке с объемомрабочей камеры 50 л мощностью 40 кВтзагрузили в графитовый испаритель (площадь испарения которого 100 см ) 1 кг2шихты состава: медь 81,7 мас, ; олово 18,3мас,Янагрели до температуры 2000 С придавлении аргона, равном 1 атм (приуказанном давлении подавляется испарение),выдержали при этих давлении и температуре20 мин (это время достаточно для расплавления шихты и гомогенизации расплава),затем откачали аргон до рабочего давления35 мм рт, ст,Давление в установке до 100 мм рт. ст.измеряли ртутным манометром, выше 100мм рт, ст, - вакуумметром, температуруиспарения - термопарами ВР/ВР,Для обеспечения стационарного режимаиспарения уровень расплава поддерживалипостоянным, Для этого в испарителе былустановлен уровнемер зондового типа. Припонижении уровня расплава в испарительдогружали из плавильного тигля расплав тогоже состава, что и получаемый порошок, т,е,сплав медь-олово с содержанием олова 10 мас,о. Порошок конденсировался на стенках вакуумной установки, а затем счищался.Длительность процесса получения ультра- и высокодисперсного порошка сплава медь-олово зависит от потребности в порошке, В указанном опыте за 2 ч получили 0,5 кг порошка, Затем провели химический анализ полученного порошка, результаты которого подтвердили, что получен ультра и высокодисперсный порошок сплава медь-олово с содержанием олова 9,8 мас, (погрешность 20), т.е, получен порошок заданного химического состава.На опытно-промышленной установке были проведены сравнительные эксперименты по получению ультра- и высокодисперсного порошка сплава медь-олово по описанному и известному способам, Получали ультра- и высок одисперсные порошки с содержанием олова 20, 40, 80 мас, О, Результаты экспериментов приведены в таблице,В примерах 1, 2 и 3 параметры способа выбраны в соответствии с формулой изобретения, В примерах 4 и 5 соответственно температура испарения ниже (1800 С) и выше (2200 С) предельных значений температур данного способа, В примерах б и 7 соответственно выбраны давления ниже (5 мм рт. ст,) и выше (120 мм рт, ст,) предельных значений давления по изобретению.Содержание олова У в исходном загружаемом сплаве для каждого примера в соответствии с температурой испарения рассчитывали по уравнениюУ=А 1 фХ+А 2 ф Х +АзХ +А 4Х )2 3 4 гдеХ - содержание олова в порошке, мас.о,(20, 40, 80 мас,);А 1, А 2, Аз, А 4 - эмпирические коэффициенты, зависящие от температуры испарения (см, таблицу).Получение ультра- и высокодисперсного порошка сплава медь-олово высокого качества по способу-прототипу невозможно вследствие того, что в результате расчета по приведенному уравнению исходного загружаемого сплава получают порошок химического состава, не соответствующего заданному, Абсолютная погрешность химического состава получаемых в этом случае порошков достигает 15, Кроме того, состав порошков меняется в ходе процесса.Предлагаемый способ получения ультра- и высокодисперсного порошка сплава медь- олово обеспечивает по сравнению со способом-прототипом следующие преимущества;1628349 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ возможность получения любого требуемого по химическому составу ультра- и высокодисперсного порошка сплава медь-олово высокого качества за счет его однородности по химическому составу в течение всего процесса получение порошка и за счет отсутствия брызг, капель (путем регулирования температуры испарения и давления нейтрального газа); Способ получения порошков сплава медь - олово, включающий плавление и испарение исходного сплава в среде инертного газа, догрузку компонентов сплава и конденсацию в частицы порошка заданного состава, отличающийся тем, что, с целью повышения качества порошка за счет увеличения его однородности по химическому составу и производительности процесса, испарение осуществляют при 1900 - 2100 С и 10 - 100 мм рт.ст., причем содержание олова в составе исходного загружаемого сплава выбирают из соотношения проведение процесса получения порошка с высокой производительностью за счет исключения времени переходного периода и за счет получения сразу высококачественного без отходов порошка сплава медь-олово, причем высокая производительность обеспечивается также высокой скоростью испарения путем правильного эмпирического выбора соотношения интервалов температур испарения и давлений нейтрального газа. У = А 1Х + А 2Х + АзХ + А 41628349 СЧ о СЧ фо ай СО С)г г й сй 4 Р) СО офсч ввг г СО СО Р) М гг г ВСЧ с СО СМ г 1 Й С) Р) - сг л СО СО СО РЪ ф сГ СО ф Р) В СЧ В овво С) фСО о Б о и Ф й М о с Ф Я Я с с о О о СЧ О о СЧ о о о ооо Р 4 сТ ф о о о о т 3 СО оооо оооо г Р 4 сГ СО)- Ф Ф с с о Р 9 В СОсО СО ОР 4 Сб СО СО сй С) Со В О Л г СЧ с СО оооо оооо г С 4 сй СО ОООО ооооСЧСО ооо СЧ с ф О. с Ф О. Й с Э Б Б х Ф :Е Э О. С 0 о Е 1- о о Б Е о Б й й М Э Я Я Ш о о Э Б х Я М О. Ф о Э Я с Э Ф Э о к й С Я Х 5 о О. о с С 9 СО СО о оСЧ С ф г СЧ гВОСЧг СЧ Ф СО СО О В в в сч В г С СО оооо оооос СО ОСОСОЛ СЧ 3 Р) Р) СЧ Р 4 сГ СО-оооо О СО СЧ СЧ фгФ фг оо гв в о г с г г 4 ф гООООО ООООО г СЧ с 1 ф СЧ ггСООг 06СО СО Л В Ю сО г (Ч Л СО РЭ 3 СО ОООО оооосчф г СЧ сй СО