Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава т30к4 в спирте



Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава т30к4 в спирте
Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава т30к4 в спирте
Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава т30к4 в спирте
Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава т30к4 в спирте
B22F2301/205 - Порошковая металлургия; производство изделий из металлических порошков; изготовление металлических порошков (способы или устройства для гранулирования материалов вообще B01J 2/00; производство керамических масс уплотнением или спеканием C04B, например C04B 35/64; получение металлов C22; восстановление или разложение металлических составов вообще C22B; получение сплавов порошковой металлургией C22C; электролитическое получение металлических порошков C25C 5/00)

Владельцы патента RU 2709561:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к получению вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава Т30К4. Ведут электроэрозионное диспергирование отходов сплава Т30К4 в спирте при напряжении на электродах 110…120 В, ёмкости разрядных конденсаторов 48 мкФ и частоте следования импульсов 130...140 Гц. Обеспечивается снижение энергетических затрат при экологической чистоте процесса. 4 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических порошков. В промышленности для получения металлических порошков применяют физические и физико-химические методы.

Известен способ получения дисперсного металлического порошка кобальта [патент РФ №2030972, B22F 9/22, опубл. 20.03.1995 г.], заключающийся в том, что сначала готовят раствор щелочи, затем в него порциями вводят раствор соли кобальта при комнатной температуре при перемешивании. Полученный гидроксид металла подвергают фильтрации и промыванию, в процессе которых осуществляют его измельчение. Затем полученный продукт после сушки на воздухе восстанавливают до металла, с помощью пропускаемого через него водорода, при нагревании до температуры выше порога восстановления гидроксида металла.

К недостаткам способа можно отнести расход большого количества воды. Кроме того, рекомендуемые температурно-временные параметры восстановления гидроксида металла при температуре выше порога восстановления не позволяют получать ультрадисперсный порошок, так как незначительное повышение температуры выше порога температуры восстановления приводит к одновременному интенсивному протеканию процесса спекания образовавшихся энергонасыщенных ультрадисперсных частиц металла.

Известен способ получения порошка металла подгруппы хрома, преимущественно молибдена и вольфрама (см. Гостищев В.В. Получение порошков молибдена и вольфрама восстановлением их соединений магнием в расплаве хлорида натрия / Гостищев В.В., Бойко В.Ф. // Химическая технология. - 2006. - №8. - С. 15-17), включающий загрузку в реактор хлорида натрия, нагрев реактора до температуры 827°С с образованием хлоридного расплава, растворение в нем вольфрамата или молибдата натрия, предварительно полученных сплавлением с содой оксидов WO3 или MoO3. Затем в качестве восстановителя в реактор добавляют порошок магния с избытком 40% по отношению к его стехиометрическому значению и осуществляют взаимодействие оксидного соединения вольфрама или молибдена с магнием в расплаве хлорида натрия с восстановлением вольфрамата натрия или молибдата натрия до металла. Расплав выдерживают 15-20 минут до полного осаждения образовавшегося порошка. Затем расплав сливают, осажденный порошок отмывают водой от остатка солей до нейтрального состояния и сушат. В результате получают порошки вольфрама или молибдена с удельной поверхностью соответственно 0,06 и 0,11 м2/г.

Данный способ характеризуется недостаточной технологичностью по причине получения порошков с пониженной величиной удельной поверхности. Кроме того, недостатком способа является повышенный расход магния вследствие проведения реакции восстановления при избытке магния по отношению к стехиометрии. Избыточный магний безвозвратно теряется вместе со сливаемым расплавом и при отмывке порошка от остатка солей.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка, описанный в патенте РФ 2332280 С2, B22F 9/14, 30.06.2006, в котором порошок получают путем зажигания разряда между двумя электродами, один из которых катод, который выполняют из распыляемого материала в виде стержня, диаметром 10≤d≤40 мм. В качестве другого электрода-анода используют электролит (техническая вода). Процесс получения порошка ведут при следующих параметрах: напряжение между электродами 500≤U≤650 В, ток разряда 1,5≤I≤3 А, расстояние между катодом и электролитом 2≤l≤10 мм. Весь процесс ведут при атмосферном давлении.

Недостатком прототипа является невозможность получения порошков-сплавов с равномерным распределением легирующих элементов, наноразмерных порошков, а также высокие энергетические затраты.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения порошков из сплава Т30К4 с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.

Поставленная задача достигается тем что вольфрамотитанокобальтовые порошки из отходов сплава Т30К4 п путем электроэрозионного диспергирования сплава Т30К4 в спирте при напряжении на электродах 110…120 В, ёмкости разрядных конденсаторов 48 мкФ и частоте следования импульсов 130...140 Гц.

На фигуре 1 - результаты микроскопии и микроанализа порошков; на фигуре 2 - рентгеноспектральный микроанализ образца, на фигуре 3 - гранулометрический состав образцов, на фигуре 4 - дифрактограмма фазового состава электроэрозионного порошка.

Пример 1.

На экспериментальной установке для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов в спирте сплав Т30К4. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

− частота следования импульсов 80...90 Гц;

− напряжение на электродах от 70…80 В;

− ёмкость конденсаторов 35 мкФ.

Данные режимы получения порошка не рекомендуются, т.к. процесс диспергирования идет не стабильно.

Пример 2.

На экспериментальной установке для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов в спирте диспергировали сплав Т30К4. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

− частота следования импульсов 130...140 Гц;

− напряжение на электродах от 110…120 В;

− ёмкость конденсаторов 48 мкФ.

Полученный вольфрамотитанокобальтовый порошок исследовали различными методами. Изучение фазового состава электроэрозионного вольфрамотитанокобальтового порошка проводили помощью энерго-дисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы EDAX, встроенного в растровый электронный микроскоп Nova NanoSEM 450. В результате изучения концентраций элементного и минералогического состава образца, были получены результаты, представленные на фигуре 2.

Основным материалом в образцах является вольфрам – 50,14%, титан – 19,31%, кислород – 18,77%, углерод – 6,17%, кобальт – 3,96%.

Затем полученный вольфрамотитанокобальтовый порошок проанализировали с помощью лазерного анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec» для определения распределения полученных частиц порошка по размерам (фигура 3).

Установлено, что средний размер частиц составляет 23,09 мкм, арифметическое значение – 23,088 мкм. Коэффициент элонгации (удлинения) частиц размером составляет 2,16, что говорит о сферической форме частиц порошка.

Установлено, что диспергирование в спирте снижает потери углерода и способствует образованию фаз α-WC и ТiС (фигура 4).

Для изучения формы и морфологии, полученных вольфрамотитанокобальтовых порошков, были выполнены снимки на растровом электронном микроскопе «Nova NanoSEM 450». На основании фигуры 1, порошок, полученный методом ЭЭД из сплава Т30К4, в основном состоит из частиц правильной сферической формы (или эллиптической), с включениями частиц неправильной формы (конгломератов) и осколочной формы.

Пример 3.

На экспериментальной установке для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов в спирте диспергировали сплав Т30К4. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

− частота следования импульсов 180...190 Гц;

− напряжение на электродах от 150…160 В;

− ёмкость конденсаторов 68 мкФ.

Источники информации

1. Борд, Н.Ю. Новая технология переработки отходов твердых и тяжелых сплавов // Инструмент. - 1996. №6 - С. 47-49.

2. Заликман, А.Н. Получение твердых сплавов из регенерированных смесей WC-Co, полученных из кусковых отходов цинковым методом // Цветные металлы. - 1993. №1 - С. 10.

3. Немилов, Е.Ф. Электроэрозионная обработка материалов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. - 160 с.

Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава Т30К4 в спирте, отличающийся тем, что порошки получают путем электроэрозионного диспергирования сплава Т30К4 в спирте при напряжении на электродах 110…120 В, ёмкости разрядных конденсаторов 48 мкФ и частоте следования импульсов 130...140 Гц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сферическому порошку псевдосплава на основе вольфрама. Ведут гранулирование порошка наноразмерного композита, состоящего из металлических частиц с размерами менее 100 нм и полученного водородным восстановлением в термической плазме смеси порошков оксидов вольфрама с порошком металла, выбранного из группы, включающей Ni, Fe, Со, Сu и Ag, или порошками оксидов металлов, выбранных из указанной группы, а затем проводят сфероидизацию полученных гранул порошка расплавлением в потоке термической плазмы.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к материалам, предназначенным для работы в окислительной среде при высоких температурах, которые могут использоваться в качестве конструкционного материала для ответственных деталей, работающих при высокой температуре в приборостроении, энергетике, ракетной технике, радиоэлектронике, химической и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к способу нанесения покрытий вакуумно-дуговым испарением и может быть использовано при производстве триботехнических изделий и металлорежущего инструмента с функциональными покрытиями из легированных карбидных соединений.

Изобретение относится к получению порошка псевдосплава W-Ni-Fe из отходов. Проводят электроэрозионное диспергирование отходов псевдосплава W-Ni-Fe в виде стружки в дистилированной воде при частоте следования импульсов 156 Гц, напряжении на электродах 100 В и емкости разрядных конденсаторов 65,5 мкФ.

Изобретение относится к получению порошка сплава молибдена и вольфрама. Способ включает металлотермическое восстановление их кислородных соединений с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава молибдена и вольфрама, выделение порошка сплава из реакционной массы и водную промывку порошка.

Изобретение относится к изготовлению изделий на основе псевдосплавов молибден-медь. Способ включает приготовление молибденовой шихты, прессование заготовки, спекание заготовки с образованием пористого каркаса, приведение в контакт стороны полученной заготовки с медью, взятой с избытком, пропитку заготовки медью и ее охлаждение.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе молибдена, которые могут быть использованы в машиностроении. Сплав на основе молибдена содержит, мас.

Изобретение относится к изготовлению пористых изделий из псевдосплавов на основе вольфрама. Способ включает приготовление порошкообразной шихты, содержащей 95 мас.% вольфрама, остальное - никель и железо в соотношении 7:3, введение в шихту порообразователя, прессование шихты с получением заготовки, удаление порообразователя из заготовки и спекание.

Осколочный боеприпас с объемным полем поражения относится к боеприпасам осколочного действия, применяемым для оснащения боевых частей ракетных комплексов, и может быть использован в конструкциях боевых частей, предназначенных для поражения целей готовыми поражающим элементами (ГПЭ) с запреградным фугасным и зажигательным действием.

Изобретение относится к изготовлению изделий на основе псевдосплавов вольфрам-медь. Способ включает приготовление вольфрамовой шихты, прессование заготовок, спекание заготовок с образованием пористого каркаса, приведение в контакт стороны полученной заготовки с медью, взятой с избытком, пропитку заготовки медью и ее охлаждение.

Изобретение относится к изготовленной по аддитивной технологии заготовке из сплава на основе кобальта, имеющего химический состав, содержащий, мас.%: 0,08-0,25 С; не более 0,1 В; 10-30 Cr; не более 30 Fe и Ni в суммарном количестве, где Fe составляет не более 5; 5-12 W и/или Мо в суммарном количестве; 0,5-2 Ti, Zr, Nb и Та в суммарном количестве; не более 0,5 Si; не более 0,5 Mn; 0,003-0,04 N и остальное - Со и примеси.

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к металлургии цветных металлов и сплавов, предназначенных для изготовления заготовки из кобальта для производства изотопной продукции.

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочным сплавам для деталей горячего тракта газотурбинных двигателей и установок, длительно работающих в агрессивных средах при температурах 750-1000°С.

Изобретение относится к получению порошка кобальтохромового сплава КХМС. Проводят электроэрозионное диспергирование сплава КХМС в бутаноле посредством воздействия на него кратковременных электрических разрядов между электродами при напряжении на электродах 90-110 В, емкости разрядных конденсаторов 48 мкФ и частоте следования импульсов 110-130 Гц с получением порошка кобальтохромового сплава.

Изобретение относится к получению спеченного изделия из порошка кобальтохромового сплава. Получают порошок кобальтохромового сплава путем электроэрозионного диспергирования сплава КХМС в бутиловом спирте при емкости разрядных конденсаторов 48 мкФ, напряжении на электродах 140 В и частоте импульсов 80 Гц.

Изобретение относится к изготовлению распыляемой композитной мишени, содержащей фазу сплава Гейслера Co2MnSi, которая может быть использована при производстве микроэлектроники.

Изобретение относится к изготовлению распыляемых композитных мишеней сплава Гейслера Co2MnSi, которые могут найти применение при производстве микроэлектроники. Способ включает механическое смешивание порошков компонентов сплава с получением однородной порошковой смеси и ее спекание.

Изобретение относится к покрытой высокотемпературной конструкционной детали с кобальтовым покрытием. Высокотемпературная конструкционная деталь содержит металлическую подложку (4, 4') из жаростойкого сплава, причем жаростойкий сплав представляет собой сплав на основе никеля или кобальта и имеет первое содержание углерода.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к составам спеченных антифрикционных материалов. Может использоваться в машиностроении.

Изобретение относится к изготовлению распыляемой композитной мишени из сплава Гейслера Co2FeSi. Способ включает механическое смешивание порошков компонентов сплава Гейслера Co2FeSi с получением однородной порошковой смеси и ее спекание.

Изобретение относится к металлургии, а именно к области функциональных металлических сплавов на основе титана, обладающих повышенной прочностью, упругостью и пластичностью.

Изобретение относится к получению вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава Т30К4. Ведут электроэрозионное диспергирование отходов сплава Т30К4 в спирте при напряжении на электродах 110…120 В, ёмкости разрядных конденсаторов 48 мкФ и частоте следования импульсов 130...140 Гц. Обеспечивается снижение энергетических затрат при экологической чистоте процесса. 4 ил., 3 пр.

Наверх