Способ получения материала на основе титана

 

Область - технология получения эластичного материала на основе титана. Задача изобретения - получение эластичного материала, работоспособного от криогенных температур до температур 1000 - 1200^oC, негорючего, агрессивостойкого, с основными механическими свойствами такого же порядка, как у резин. Сущность изобретения состоит в том, что материал получается в виде твердой пены с ячейками, стенки которых могут поворачиваться одна относительно другой. Ячейки предложенной конструкции получаются в пресс-форме, заполненной высокодисперсным порошком титана, в виде пленки из одного ряда ячеек в результате импульсной контактной электросварки, пленки накладываются одна на другую и свариваются таким же способом, образуя блок эластичного материала. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения материала на основе титана, обладающего эластическими свойствами.

Известны способы получения пеноматериалов на основе различных металлов, в том числе титана, заключающиеся в том, что берут высокодисперсный порошок титана, заполняют им форму, вводят порошкообразователь и обрабатывают при повышенных температурах. В результате получают твердый неэластичный пеноматериал с ячейками, форма которых не задается, стенки которых жестко связаны одна с другой и упругая деформация которого такая же, как у исходного материала, т. е. составляет сотые и десятые доли процента. Указанный способ не позволяет получать материал с эластичными свойствами.

Способа получения материала на основе титана, обладающего эластичными свойствами, не известно.

Задача изобретения получение эластичного материала работоспособного от криогенных температур до температур 1000 1200^oC, негорючего, стойкого к агрессивным средам, без релаксационных свойств, характерных для резин, с основными механическими свойствами такого же порядка как у резины.

Эта задача решается путем получения на основе титана пеноматериала с закрытыми порами ячейками заданной конфигурации, стенки которых могут поворачиваться одна относительно другой (эластичная ячейка ЭЯ).

Для получения эластичного пеноматериала (ЭПМ) на основе титана предлагается способ, заключающийся в том, что высокодисперсным порошком титана в атмосфере аргона заполняют матрицу пресс-формы, предназначенной для получения эластичных ячеек или пленки, состоящей из одного ряда ЭЯ, стенки которых могут поворачиваться одна относительно другой. Порошок уплотняют пуансоном при давлении 2 2,5 т/см², затем проводят контактную сварку с помощью импульса тока, длительностью 0,1 0,5 с от машины для сварки с системой аккумулированной энергии мощностью 0,5 ква. Полученные, таким образом, ячейки или пленки помещают в емкость, в которой их укладывают одна на другую и уплотняют путем применения давления аргона 0,01 0,02 МПа и сваривают между собой импульсом тока длительностью 0,1 0,5 с от той же машины.

Осуществление способа в интервалах за пределами заявленных не позволяет получать материал с заданными свойствами.

На фиг. 1 приведен общий вид конструкции одной из форм ЭЯ (ячейка в виде двух ячеек с общей стенкой), из которых состоит эластичный материал. Это куб, грани которого представляют собой пирамиды с гофром, обращенные вершинами внутрь куба, а ребра также представляют собой сложенные стенки пирамиды, обращенной внутрь куба. Вершины куба и пирамид округлены. Кубы могут соединяться между собой, образуя общую стенку. Длина ребра куба 0,05 0,5 мм, толщина стенки 1 5 мкм, толщина в месте изгиба 0,1 2 мкм.

Исходный материал представляет собой высокодисперсный порошок титана с размером частиц до 0,2 мкм.

Пример 1. Высокодисперсным порошком титана в атмосфере аргона заполняют матрицу пресс-формы, предназначенной для получения пленки, состоящей из одного ряда эластичных ячеек со стенками, способными поворачиваться одна относительно другой. Порошок уплотняют пуансоном при давлении 2 т/см², затем проводят контактную электросварку с помощью импульса тока, длительностью 0,5 с от машины для сварки с системой аккумулированной энергии мощностью 0,5 ква. Полученную, таким образом, пленку извлекают из пресс-формы, несколько пленок помещают в емкость укладывают одна на другую, плотно упаковывают путем наложений давления аргона 0,1 0,2 атм и сваривают между собой импульсом тока длительностью 0,5 с от той же машины.

Некоторые свойства полученного, таким образом, блока ЭПМ на основе титана при размерах эластичной ячейки длина ребра 0,1 мм, толщина стенки 4 мкм, толщина в месте изгиба 0,25 мкм, сравнительно со свойствами резин приведены в табл. 1.

Техническое значение изобретения состоит в том, что резко расширяется температурный диапазон применения эластичных материалов от криогенных температур до 1000 1200^oC, полученный материал имеет большие преимущества перед резинами в негорючести, агрессивостойкости, в отсутствии релаксационных свойств. Это позволит его использовать при дальнейшем развитии космической и атомной техники, при освоении глубин земли, новых источников энергии, скоростного транспорта и в других областях новой техники, где требуются повышенные параметры свойств эластичных материалов.

Формула изобретения

Способ получения материала на основе титана, включающий заполнение пресс-формы порошком и обработку при повышенных температурах, отличающийся тем, что пресс-форму заполняют высокодисперсным порошком титана, прессуют эластичные ячейки при давлении 2 2,5 т/см в атмосфере аргона в форме куба, грани которого представляют собой пирамиды с гофром, обращенные вершинами внутрь куба, а ребра представляют собой сложенные стенки пирамиды, обращенной внутрь куба, причем вершины куба и пирамид скруглены, обрабатывают их импульсом тока силой 0,02 1,7 А в расчете на одну ячейку длительностью 0,1 - 0,5 с, полученный материал, состоящий из эластичных ячеек или пленки, состоящей из одного ряда эластичных ячеек, стенки которых могут поворачиваться одна относительно другой, укладывают в брикет, уплотняют давлением аргона 0,1 0,2 атм и спекают пропусканием импульса тока силой 0,02 1,7 А в расчете на одну эластичную ячейку длительностью 0,1 0,5 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2