Способ изготовления спеченных пористых изделий
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ, {елючающий формование заготовки, ее .прёдваритё ьное спекание, многократное осаждение мелкодисперсных частиц в поро те каналы заготовки и последующее спекание, о т л и ч а ю щ и и с я Тем, что, что,с целью повышения про ницаемости и тонкости очистки тфя сохранении высокой прочности, осажЯёние осу111ествляют путем предварительного заполнения пороках каналов частицсми с размером 0,15-0,25 раз-: мера частиц материала заготовки и ; каждого последующего заполнения каналов частицами с размером 0,45-0,55 размера частиц для предащущего заполнения , причем после каждого ос&Ждения заготовку спекают при вмпера туре, равной теьшературе спёка1ния осажденного порошка.
аю (jjl
СОЮЗ СООЕТСНИХ
NUNNOI
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
Н»ТОРСНОММ С»ДВТВЪСУЮУ йУ!Зла".. 3 ".;м.
Ф яФ%ач 3 w н Фм МФВФММВВ%» йауа рд
ГОСУД@ СТНЕННЫЙ К634ЦФ ЕТ CCOP
FO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧЖЬГГИЙ. (21) 3267506/22«02 (22) 03 ° .04.81 (46) 30 ° 04.83. Вюл. 9 16 (72) П.A,Âèòÿýü, В.К.телег, B.M.Kan цевич, В.В.Маэюк, A.Н.Сорокина
Л.П.Пилиневич и Л.В.Резник
"(71) Велорусское научно-проиэводст»; венное объединение порашковой металлургии ..
{53) 621 ° 762.5.з6%1 ° 762.8 (088.8)
{56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 716709, кл. В 22 Г 3/10ю 1978.2> Авторское. авидетельство СССР
В 856117, кл. В 22 Р Э/10 . 1980.
{54){57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИИ СПЕЧЕН
НЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЯМИ вКлючающнй фор мование заготовки, ее предварительное спекание, многократное осаж дейке мелкодисперсных частиц в поровые каналы заготовки н последующее спекание, о т л и ч а ю щ и и -с я тем,.что, что,с целью повышения про- ницаемости и тонкости очистки пфи сохранении высокой прочности, осаждение осуществляют путем предварите- льного заполнения поровых каналов частицами с размером 0,15-0,25 размера частиц материала заготовки и каждого последующего заполнення ка-.. налов частицами с размером 0,45-0,55 размера частиц для предыдущего заполнения, причем после каждого осаа. дения заготовку спекают при темпера туре, равной температуре спекания Я осажденного порошка.
101 4657
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления спеченных пористых изделий, и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов с неоднородными поровыми структурами в направлении фильтрации.
Известен способ изготовления спеченных пористых изделий с переменной по сечению пористоатью включающий формование заготовки ., заполнение ее поровых каналов мелкодисперсный порошком с раэмером частиц 0,14-0,5 размера частиц порошка заготовки при наложении вибрации сначала с ускорением 9,819,6 м/с, а затем с ускорением
Я
7-9 м/с 2 и последующее спекание (1), Недостатком этого способа является невысокая механическая прочность изделий. В случае спекания, иэделий при температуре, оптимальной для крупнодисперсного порошка заготовки, может быть достигнуто повышение предела прочности изделий, однако это приводит к перепеканию мелкой фракции, к резкому снижению проницаемости и уменьшению размера пор. Кроме того, способ обладает узкими технологическими возможностями, так как позволяет получать изделия только плоской формы °
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготов1 ления сгеченных пористых изделий, включающий формование заготовки; ее предварительное спекание, ревер- сивное многократное осаждение в по-. ровые каналы мелкодисперсных частиц и последующее спекание. Способ позволяет получать изделия различной конфигурации с высокой механической прочностью (2 .
Недостатком способа являются невысокие проницаемость и тонкость очистки получаемых изделий.
Цель изобретения - повышение проницаемости и тонкости очистки при сохранении высокой прочности.
Поставленная цель достигается тем, .что согласно способу изготовления спеченных пористых изделий, включающему формование заготовки, ее предварительное спекание, многократное осаждение мелкодисперсных частиц в поровые каналы заготовки и последующее спекание, осаждение осуществляют путем преДварительного заполнения поровых каналов частицами с размером 0,15-0,25 размера частиц материала заготовки и каждого последующего заполнения каналов частицами с размером 0,45-0,55 размера частиц для предыдущего заполнения, причем после каждого осаждения заготовку спекают при температуре, равной температуре спекания осажденного порошка.
На чертеже представлено устройство для получения пористых изделий трубчатой формы.
Технология получения трубчатых изделий следующая.
Сформованную любым известным способом и спеченную заготовку 1 из круп.
10 нодисперсного порошка помещают в контейнер 2. Между заготовкой и проницаеьым элементом 3, служащим для стабилизации потока газа по оси трубы, засыпают мелкодисперсный поро аок.4. Контейнер закрывают крышкой 5. Под действием потока газа, создаваемого источником б избыточного давления, происходит осаждение мелкодисперсного порошка .в
2р заготовкуе
Заготовку формуют из крупнодисперсного порошка, спекают, осаждают вначале мелкодисперсные частицы размером 0,15-0,25 размера частиц материала заготовки. Такой выбор сооТ ношения размеров металлических частиц позволяет получить переменную пористость по сечению и обеспечивает высокую проницаемость изделий, однако не позволяет получить достаточно высокую тонкость очистки. Это связано с неравномерным заполнением поровых каналов мелкодисперсным порошком, обусловленным тем, что поры заготовки и частицы мелкодисперсного
35 порошка имеют самую разнообразную форму, в результате чего изделие имеет существенный разброс пор по размерам, что снижает тонкость очистки.
4О Увеличение соотношения размеров более 0,25 не позволяет получить переменную пористость по всему объему изделия, так как частицы проникают только в верхний слой .изделия> либо
45 вообще не осаждаются в нем.
При уменьшении соотношения размеров менее 0,15 проницаемость снижается, так как мелкодисперсный порошок заполняет поры по всещ му объему изделия либо вообще проходит сквозь поры и не осаждается в нем, что не позволяет получать изделия с переменной пористостью по сечению.
Для повышения тонкости очистки (устранение крупных пор) производят повторное осаждение мелкодисперсных частиц с размером 0,450,55 размера частиц, ранее осажденных. Такое соотношение размеров позволяет производить осаждение частиц только в самых крупных порах. При увеличении соотношения более 0,55 не заполняются крупные поры в заготовке, так как час65 тицы не проникают в эти поры. Изме1014657
Составитель Л.Гамаюнова
Редактор В.Петраш Техред И.Гайду Корректор В.Гирняк
Заказ 3081/9 Тираж 813 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Иосква, Ж35, Раушская-наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4
\ н ение соотношения в сторону умень-; шения.снижает проницаемость заготовки, так как поры полностью заполняются мелкодисперснюл порошком и уменьшается градиент пористости по сечению иэделия.
Для повышения тонкости очистки и увеличения градиента пористости по сечейию изделия производят много,кратное осаждение мелкодисперсного орошка с размером частиц 0,45-0,55 азмера частиц предыдущего осаждения. Соотношение 0,45-0,55 позволяет осадить мелкадисперсные..частицы в тонком слое заготовки, вследствие чего проницаемость практически не уменьшается, а увеличивается тонкость очистки. Увеличение соотношения более Oq55 ие позволяет осадить мелкодисперсный порошок .в паровых каналах заготовки, Уменьшение соотношения менее 0,45.:приводит к снижению проницаемости, так как мелкодисперсный порошок заполняет не только тонкий слой, а весь .объем заготовки.
Процесс осаждения повторяют до тех пор, пока не получат; заданную тонкость очистки.
После каждого осаждения.заготовку спекают при температуре, равной .температуре спекания осажденного о мелкодисперсного порошка.
Пример. Из порошка бронзы марки ВрОФ 10-,1 с размером частиц (-1000+800) мкм формуют заготовку диаметром 30 мм и толщиной 5 мм и спекают при 875еC. После спекания .на заготовку насыпают бровзовЫй порошок..с размером частиц, составляю,,"щим.0,2 размера частиц заготовки, т.е. с. размерам йстиц(-200+160)мкм, и пропускают воздух под давлением
1 атм в течение 1 мин. Осажденный порошок припекают к паровым каналам заготовки при 830 С в течение 1 ч в среде аргона. При этом полученное изделие имеет максимальный размер пор 200 мкм.
Затем еще два раза осаждают мелкодисперсный порошок с размером частиц, составляющим 0,5 размера
1О частиц предыдущего осаждения, т.е. осаждают мелкодисперсный порошок с размерами частиц (-100+80) мкм и (230+40) мкм. Осажденные частицы припекают к паровым каналам заготов-.
)5 1ки при 815 и 790 С соответственно.
При этом полученное изделие обладает максимальным размером пор 50 мкм и проницаемоетью 2,25-10-"" м, B то время, как у изделий, изготовленных по известному способу, коэффициент проницаемости 1,7 ° 10 "" м2, а максимальный размер пор 90 мкм.
Прочность на изгиб изделий, по" лученных предлагаемым способом, исследованная на образцах иэ бройэы
БРОФ-10-1, вырезанных.иэ плоских пластин толщиной 5 мм, составляет .40МПа, что находилось на уровне прочности изделий, полученных известным. способом (42МПа).
Такнм образом, предлагаемый способ позволяет повысить..проницаемость пористых изделий на 32%, а тонкость . фильтрации на 45% при сохранении высокой механической прочности.
35 Изготовление фильтров по .предлагаемому способу позволяет уменьшить их габаритный вес, повысить срок службы до регенерации, увеличить теплопередающие характеристики при ис- .
40 пользовании их в элементах конструк:.ций теплаобменных аппаратов.
