Способ изготовления изделий с каналами

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для производства фильтров. Цель изобретения - улучшение качества поверхности каналов, устранение затирания каналов на торцевых поверхностях изделия. В форме из огнеупорного материала формуют заготовку из порошкового материала (с частицами неправильной формы) со стержнями, находящимися на расстоянии, определяемом соотношением L=K<SP POS="POST">.</SP>D<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>D<SB POS="POST">2</SB>, где K - эмпирический коэффициент, 1/мм

D<SB POS="POST">1</SB> - диаметр стержня, мм

D<SB POS="POST">2</SB> - средний диаметр частицы порошкового материала, мм, пропитывают потоком жидкости, инертной к порошковому материалу, далее стержни удаляют группами поочередным выдвижением из формы, при этом для очередного выдвижения выбирают группу стержней, отстоящих друг от друга на расстоянии не менее 2L+D<SB POS="POST">1</SB>. Заготовку спекают, после спекают, после спекания и охлаждения из формы достают готовое изделие с каналами. Способ возможно осуществлять следующим образом. После описанных операций форму замораживают, после чего стержни нагревают и удаляют, а заготовку спекают в форме. После спекания и охлаждения из формы достают готовое изделие с каналами. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОИИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 В 22 F 3/12 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (3

Н А ВТОРСКСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fNHT CGA (21) 4410707/31-02 (22) 14.04.88 (46) 30.04.90, Бюл. N" 16 (71) Московский институт тонкой химической технологии (72) l0.Ь . Левинский, В.А. Попов, Е.В. Ьершинина, P.À. Хайкин, И.М. Кравцова и Т.Л. Данченкова (53) 621..762.5(088.8) (56) Заявка Японии V 56- 11726, кл. В 22 F 5/00, 1981, Заявка Японии 55-39601, кл. В 22 F 3/12, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С

КАНАЛАМИ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть исполь-r зовано для производства фильтров.

Цель изобретения — улучшение качества поверхности каналов, устранение затирания каналов на торцовых поверхностях изделия. В форме из огнеупорИзобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для производства фильтров.

Целью изобретения является улучшение качества поверхности каналов и устранение эатирания каналов на торцовых поверхностях изделия.

Способ изготовления изделий с каналами включает формирование заготов-. ки из порошкового материала со стержнями в форме, после формирования заготовку пропитывают потоком жидкости, инертной к .порошковому материалу, „„SU„„1560403 А 1

2 ного материала формуют заготовку из порошкового материала (с частицами неправильно формы) со стержнями, находящимися на расстоянии, определяемом соотношением 1 = K d, где К вЂ” эмпирический коэфФициент, 1/мм; й, — диаметр стержня, мм, и z— средний диаметр частицы порошкового материала, мм, пропитывают потоком жидкости, инертной к порошковому материалу, далее стержни удаляют группами поочередным выдвижением из. формы, при этом для очередного выдвижения выбирают группу стержней, отстоящих друг от друга на расстояние не менее 21 + d,,. .Заготовку спекают, после спекания и охлаждения из формы достают готовое изделие с каналами .

После описанных операций форму замораживают, после чего стержни нагревают и удаляют, а заготовку спекают в .форме. После спекания и охлаждения иэ формы достают готовое изделие с каналами. 3 табл. стержни удаляют, а заготовку спекают, 4h при этом стержни в заготовке располагают на расстоянии 1, равном

1 K.d d2 (1) где К - эмпирический коэффициент, 10 г60 1/мм >

d - диаметр стержня, мм; — средний диаметр частицы по1 рошкового материала.

Стержни удаляют группами поочередным выдвижением их из формы, при этом для очередного выдвижения выбирают группу стержней, отстоящих друг

1560403 от друга на расстояние не менее

21+ dg (2).

После пропитки жидкостью форму замораживают, затем стержни нагрева5 ют до тех пор, пока участки стержнеи, находящиеся в замороженной форме, не нагреваются до температуры Т = T> +

+ (О, 1 - 0,4)(Т„ - Т ), гре Тз - температура замерзания жидкости, Тктемпература кипения жидкости, после чего стержни удаляют из формы.

Расстояние между стержнями опре" выделяет качество поверхности каналов, целостность изделия и эффективность его работы. Результаты представлены в табл. 1.

Стержни удаляют группами, пооче едным выдвижением их из формы, при

Этом для очередного выдвижения выбирают группу стержней, отстоящих друг от друга на расстояние не менее 21 + d,.

В табл. 2 даны характеристики изделия для случая, когда 1 = 1,2 мм, d„ = 0,5 мм, d = 0,08 мм, количество стержней в сечении изделия 64:шт. (8х8) .

Температуру нагрева стержней определяли эмпирически: результаты экспериментов представлены в табл. 3, 30 .в качестве пропитывающей жидкости использовали воду.

Способ осуществляют следующим образом..

В форме из огнеупорного материала 45 формуют заготовку из порошкового материала (с частицами неправильной формы) со стержнями, находящимися на расстоянии, определяемом соотношением (1), пропитывают потоком жид- 4о кости, инертной к порошковому материалу, далее стержни удаляют по одному и заготовку спекают в форме. После спекания и охлаждения из формы достают готовое изделие с каналами. " 45

Возможно следующее осуществление способа. В форме из огнеупорного материала формуют заготовку из порошкового материала (с частицами неправильной формы) с металлическими стеож» 0 нями. Для этого через сетку с ячейками в форму вставляют стержни разной длины с утолщением на конце в виде шарика, превосходящего -по диаметру размер ячейки сетки, стержни располагают на расстоянии, определяемом соотношением (1), при этом группы стержней, расстояние между .которыми определяется соотношением (2), имеют одинаковую длину, В форму засыпают порошковый материал, пропитывают потоком жидкости, инертной k порошковому материалу, далее стержни удаляют. Для этого начинают двигать вверх сетку с ячейками, причем вначале начинает двигаться группа стержней наименьшей длины, далее по мере подъема сетки подключается к движению следующая группа стержней, больших по длине, и т.д. Сетку поднимают до тех пор, пока не будут удалены из заготовки bee стержни, после чего заготовку спекают. После спекания и охлаждения из формы достают готовое изделие с каналами.

Для улучшения качества поверхности каналов, в частности уменьшения шероховатости и стабилизации диаметра канала по высоте изделия после пропитки потоком жидкости, инертной к порошковому материалу, форму замораживают, после чего металлические стержни. нагревают открытым orнем до тех пор, пока участки стержней, находящихся в замороженной форме, не нагреваются до температуры Т = Т +

+ (0 1 - 0,4) (Т, - Т,) .

Пример 1. В кварцевой форме с внутренним диаметром 20 мм и высотой 25 мм располагают пластмассовые стержни в количестве 36 шт. (6"6), высотой 30 мм, диаметром d

0,8 мм параллельно оси формы. Расстояние между стержнями составляет

1 = 1,3 мм, что соответствует значению коэффициента К = 10 в соотношении (1), после чего в форму засыпают порошок железа, восстановленного со средним размером частиц, равным d < =

0;18 мм, форму со стержнями и порошковым материалом виброуплотняют и,прокачивают поток этилового спирта (С НЕОН), затем стержни удаляют по одному, заготовку помещают в печь и спекают в атмосфере водорода от ком", натной температуры до 1200 С с выдержкой в течение 2 ч. После охлаждения из формы .достают готовое изделие с

36 каналами.

Пример 2. В кварцевой форме с внутренним диаметром 20 мм и высотой 15 мм располагают металлические стержни в количестве 64 шт. (8 8), высотой 20 мм, диаметром d = 0,5 мм параллельно оси формы, Расстояние между стержнями составляет 1 = 1,2 мм, что соответствует значению коэффициента К = 30 в соотношении (1), после между стержнями 1 1,2 мм, что соот" ветствует значению коэффициента К =

= 30 в соотношении (1). Стержни были девяти типоразмеров по длине (18, 21, 24, 27, 30 33, 36, 39, 42 мм), с утолщением на конце в виде шарика диаметром 0,90 мм, расстояние между стержнями одного типоразмера 4,6 мм.

Затем в форму засыпают порошок вос" становленного железа со средним раэ" мером частиц порошка d q = 0,08 мм.

Форму со стержнями виброуплотняют и прокачивают поток дистиллированной в воды, после чего заготовку замораживают при -10 С, затем выступающие

<онцы стержней нагревают открытым огнем в течение 20 с, при этом участки стержней, находящиеся в заморожен20 ной форме, нагревают до 10 С. Пограничный слой льда плавится,- и стержни удаляют группами следующим образом: металлическую сетку поднимают, когда сетка доходит до шариковых

25 утолщений стержней высотой 18 мм, эта группа начинает двигаться вместе с сеткой, затем к движению вверх подключаются стержни высотой 21 мм и т.д., таким образом разнесены во времени моменты придания движения соседним стержням, Сетку поднимают до тех пор, пока не будут извлечены из заготовки все стержни. После этого заготовку спекают в атмосфере водоро- да от комнатной температуры до 1180 С с выдержкой 2 ч. После охлаждения из формы достают готовое изделие с каналами в количестве 64 шт.

В изделии, изготовленном по при40 меру 4, шероховатость поверхности канала составляет 25-40 мкм, по примеру 2 - 50""60 мкм, по известному способу - 100-200 мкм. Таким образом, качество поверхности каналов улучшилось.

Исследования полученных изделий показали, что состав поверхности каналов соответствует исходному порошковому материалу, поверхность канала бездефектна - отсутствуют "бляшки", размер и форма каналов на .торцовых поверхностях иэделия соответствуют размеру и форме каналов в среднеи сечении изделия.

55фopмула изобpeтения

1. Способ изготовления изделий с каналами, включающий формование заготовки иэ порошкового материала со

5 1560403 6 чего в форму засыпают порошок восстановленного железа со средним размеро . частицы d = 0,08 мм, форму со стержнями и порошковым материалом виброуплотняют и прокачивают поток дистиллированной воды, затем стержни удаляют по одному, заготовку помещают в печь и спекают в атмосфере водорода от комнатной температуры до 1180 С с выдержкой в течение 2 ч. После охлаждения из формы достают готовое изделие с 64 каналами.

Пример 3. На кварцевую форму с внутренним диаметром 20 мм и высотой 10 мм накладывают металлическую сетку с размером ячейки на лросвет 0,45 мм, через сетку параллельно оси формы через одну ячейку вставляют металлические стержни в количестве 121 шт. (11 11) диаметром d, =

= 0,5 мм. Расстояние между стержнями составляет 1 = 0,85 мм, что соответствует значению коэффициента К = 60 в соотношении (1) . Стержни были четырех типоразмеров по длине (12, 17, 22, 27 мм) с утолщением на конце в виде шарика диаметром 1 мм, расстояние между стержнями одного типоразмера 21 + d„, т.е, 2 05 мм. Затем в форму засыпают порошок электролитического никеля со средним размером частиц порошка d q = 0,04 мм, форму со стержнями виброуплотняют и прокачивают поток дистиллированной воды, а стержни удаляют путем подъема металлической сетки. Когда сетка доходит до шариковых утолщений стержней высотой 12 мм, эта группа начинает двигаться вместе с сеткой, затем начинают двигаться стержни высотой

17 мм и т.д, т.е. моменты начала движения соседних стержней разнесены во времени. Сетку поднимают до тех пор, пока не будут извлечены из заго" товки все стержни. После этого.заготовку помещают в печь и спекают в атмосфере водорода от комнатной темпе" ратуры до 1000 С с выдержкой в течение 1 ч. После охлаждения из формы достают готовое изделие с каналами в количестве 121 шт.

Пример 4. На кварцевую форму с внутренним диаметром 20 мм и высотой 15 мм накладывают металлическую сетку с размером ячейки на просвет 0 70 мм, через сетку параллельно

L оси формы вставляют металлические. стержни в количестве 64 шт. (8"8) . диаметром d . = 0 5 мм. Расстояние

1560403

Табли ца 1 значение коэффициента К, 1/мм Качественные характеристики изделия

60

Таблица 2

Качественные характеристики изделия

Расстояние между стержнями в группе, мм

29=21+d>

4 6 = 31 + 2d

Изделие сохраняет целостность, поверхность каналов удовлетворительная

То же

Табли ца 3

Ю

Температура нагрева стержней

Качественные характеристики изделия

Жидкость размораживается, стержни легко удаляются; поверхность каналов удовлетво" рительная.

10 С =Тз+0,1 (Тк-Тз) 40 С = Т + 0,4 (Т„- Т ) То же

Составитель А. Новиков

Редактор И, Циткина Техред И.Ходанич Корректор C. Шевкун т-------Заказ 944 Тираж 647 Подписное

BHKGIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 стержнями в форме и спекание, о тл и ч а ю щ и "ся тем,,что, с целью улучшения качества поверхности каналов и устранения затирания каналов на торцовых поверхностях изделия,, стержни в заготовке располагают на расстоянии 1, равном 1 = K d< Й где К - эмпирический коэффициент, 10:60 1/мм;

d< — диаметр стержня, мм;

d< — .средний диаметр частицы порошкового материала, мм; после формования заготовку пропитывают жидкостью, инертной к порошковому

I материалу, а перед спеканием стерж- ни удаляют.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что стержни удаляют группами, отстоящими. одна от другой на расстояние не менее 21 + d<, поочередным их выдвижением.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что после пропитки заготовку замораживают, затем стержни нагревают до температуры

Т = Т + (0,1 - 0,4) (Т„- Тз), где

Тз и Тк " температуры замерзания и кипения жидкости соответственно.

Иэделие сохраняет целостность, поверхность каналов удовлетворительная

То же