Способ получения порошка вольфрама

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам, получения порошка вольфрама с кремнещелочной и алюминиевой присадками для изготовления непровисающего вольфрама. Целью изобретения является повышение выхода годного и расширение технологических возможностей за счет проведения процесса в водородных печах любого типа. Паравольфрамат аммония подвергают термическому разложению при 500 550°С с получением триоксида вольфрама. В последний вводят кремнещелочные и алюминиевые присадки и проводят восстановление в три стадии: первую стадию осуществляют при 500 600°С в течение 30 60 мин, вторую стадию - при 630 700°С в течение 2 3 ч, третью стадию восстановления при 800 820°С. Способ позволяет получать вольфрамовый порошок, пригодный для изготовления проволоки с повышенными характеристиками ползучести. 1 з. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения порошка вольфрама с кремнещелочными и алюминиевыми присадками для изготовления непровисающего вольфрама. Целью изобретения является повышение выхода годного и расширение технологических возможностей за счет проведения процесса в водородных печах любого типа. П р и м е р 1. В качестве исходного материала берут паравольфрамат аммония, подвергают его прокаливанию при 500-550^оС термическим разложением до образования триоксида вольфрама. В полученный триоксид вводят стандартные кремнещелочные и алюминиевые присадки из расчета, SiO₂ 0,45; K 0,32; Al₂O₃ 0,03. Восстановление проводят в три стадии в пятизонных двухтрубчатых печах с раздельной регулировкой температуры по зонам нагрева и в стационарных трубчатых и муфельной печах. Дополнительное первое восстановление проводят в стационарных трубчатых или муфельных печах при 500, 550 и 600^оС в течение 30, 45 и 60 мин. Загрузка в печи 300-2250 г, расход водорода 0,6-2 м³/ч. Полученные после дополнительного восстановления низшие оксиды вольфрама восстанавливают в двухтрубной пятизонной печи по режимам: вторая стадия восстановления температура по зонам, ^оС: 590-650 690-690-650, загрузка в лодку, 300 г, расход водорода 1,5 м³/ч, третья стадия восстановления-температура по зонам, ^оС: 700-800-820-820-630, загрузка в лодку 250 г, расход водорода 2 м³/ч. Восстановленные вольфрамовые порошки перерабатывают по стандартной технологии на вольфрамовую проволоку ⊘1,25 мм, которую испытывают на ползучесть. Полученные данные приведены в табл. 1. П р и м е р 2. Дополнительное первое восстановление проводят в трубчатой стационарной печи при 550^оС и длительности 30 мин, расходе водорода 0,5 м³/ч и загрузке в лодку 300 г. Вторую стадию восстановления проводят в той же печи при 630-715^оС в течение 3 ч до диоксида вольфрама. Загрузка в лодку 300 г, расход водорода 0,5 м³/ч. Третью стадию восстановления проводят в трубчатой пятизонной печи в условиях, аналогичных принятым в примере 1. Полученные результаты приведены в табл. 2. Они показывают, что проведение второй стадии при восстановлении в стационарной печи при 630-700^оС позволяет получить непровисающую вольфрамовую проволоку. П р и м е р 3. Дополнительное первое восстановление проводят в пятизонной многотрубной печи, причем для уменьшения длительности пребывания восстанавливаемого триоксида вольфрама в горячей зоне включена на нагрев только вторая зона печи. Режим восстановления: температура 500 и 550^оС, загрузка в лодку 300 г, скорость продвижения лодок 4 или 6 лодок в 1 ч (≈17 или 25 мм/мин), расход водорода 1,5 м³/ч. Режимы второй и третьей стадий восстановления аналогичны принятым в примере 1. Полученные результаты приведены в табл. 3. П р и м е р 4. Дополнительное первое восстановление, вторую и третью стадию восстановления проводят в стационарной печи. Режим дополнительного восстановления: температура 550^оС, длительность 30 мин, расход водорода 0,5 м³/ч, загрузка в лодку 300 г, температура второй стадии восстановления 690^оС, длительность 2 ч, расход водорода 0,5 м³/ч, загрузка в лодку около 297 г (количество низшего оксида вольфрама после дополнительной стадии восстановления). Режим третьей стадии восстановления: температура 850^оС, длительность 3 ч, расход водорода 0,5 м³/ч, навеска в лодку 250 г. Полученный порошок перерабатывают в проволоку ⊘1,25 мм по стандартным режимам, испытание проволоки на ползучесть дает результат 3 мм. Полученный на дополнительной стадии восстановления низший оксид вольфрама, содержащий присадку в виде химических соединений оптимального состава, может быть восстановлен на последующих стадиях без ухудшения качества изготавливаемого непровисающего вольфрама в широком интервале условий восстановления, что способствует увеличению выхода годного при восстановлении в промышленных условиях и позволяет проводить восстановление порошков для изготовления непровисающего вольфрама в печах различного типа, включая и стационарные (без непрерывной продвижки лодок) печи в лабораторных условиях. Кремнещелочная и алюминиевая присадки находятся в триоксиде вольфрама в виде калиевых и алюминиевых солей кремневольфрамовой кислоты. Экспериментальное исследование водородного восстановления этих солей показало, что восстановление их водородом начинается при 500^оС, что дает нижнюю границу температуры дополнительной стадии восстановления. Выше 600^оС меняется характер восстановления материала присадки и это ограничивает температурный диапазон сверху. Длительность дополнительной стадии обусловлена тем, что при длительности ниже 30 мин процесс протекает не полностью, при длительности более 60 мин наблюдаются побочные явления, приводящие к ухудшению качества непровисающего вольфрама. Проведение второй стадии восстановления в стационарных печах приводит к тому, что непровисающий вольфрам может быть получен при восстановлении низшего оксида в атмосфере сухого водорода в течение 2-3 ч при 630-700^оС. Условия проведения третьей стадии восстановления слабо влияют на качество непровисающего вольфрама и при проведении ее в стационарных печах условия восстановления могут быть выбраны по аналогии с прототипом. Использование предложенного способа получения вольфрамового порошка для изготовления непровисающего вольфрама обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: увеличение выхода годного при получении непровисающей вольфрамовой проволоки повышенной жаростойкости (имеющей удлинение при испытании на ползучесть не более чем 4 мм) с 70 до 90% возможность реализации процесса в различных типах печей в том числе в лабораторных стационарных печах, что позволяет экономить людские и материальные ресурсы.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ВОЛЬФРАМА, включающий термическое разложение паравольфрамата с образованием триоксида вольфрама, введение в последний кремнещелочной и алюминиевой присадок и восстановление в атмосфере сухого водорода в две стадии, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного и расширения технологических возможностей за счет проведения процесса в водородных печах любого типа, перед первой стадией восстановления проводят предварительное восстановление при 500-600^oС в течение 30-60 мин. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первую стадию восстановления проводят при 630-700^oС в течение 2-3 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2