Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава жс6у в воде дистиллированной

Авторы патента:

C22B7/00 - Переработка сырья, кроме руды, например скрапа, с целью получения цветных металлов или их соединений

B22F9/14 - с применением электрического заряда

Владельцы патента RU 2779730:

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

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических жаропрочных никелевых порошков. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов сплава марки ЖС6У в воде дистиллированной при напряжении на электродах от 190-210 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 180-200 Гц. Обеспечивается получение частиц правильной сферической эллиптической формы с равномерно распределенными по объему легирующими элементами. 4 ил., 3 пр.

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

Известен способ получения гранул из жаропрочных никелевых сплавов [пат. РФ 2011474, B22F 9/10, 30.04.1994], при котором гранулы получали из никелевого жаропрочного сплава ЭП741НП (Тпл=1600К). Для индукционной плавки брали 1100 кг (44%) исходной шихты и 1400 кг (56%) кусковых отходов, из которых 900 кг (36%) составляли спеченные заготовки из отходов гранул. Для получения спеченных заготовок брали 905 кг отходов гранул сплава ЭП741НП и засыпали их в алундовые тигли емкостью по 45 кг. Тигли с загрузкой отходов гранул помещали в вакуумную нагревательную печь с молибденовыми нагревателями. В результате вакуумной индукционной плавки получили слитки, из которых после механической обработки получили 1550 кг заготовок. Далее эти заготовки подвергали плазменному распылению с последующей ситовой классификацией и электростатической сепарацией полученных гранул по серийным режимам. В результате из 1550 кг распыляемых заготовок было получено 1160 кг гранул товарной фракции -20 +50 мкм, а также 115 кг кусковых отходов («огарков») и 275 кг отходов гранул. Эти 275 кг отходов гранул вместе с образующимися в последующих операциях по предлагаемому способу возвращают после спекания в голову процесса. При получении распыляемых заготовок по прототипу шихта вакуумной индукционной плавки состоит из 2000 кг исходных компонентов и 500 кг кусковых отходов. При этом получают те же 1550 кг распыляемых заготовок, из которых распылением получают 1160 кг товарных гранул, 115 кг «огарков» и 275 кг отходов гранул. Эти отходы гранул направляют на электролитические заводы, где с 50%-ными потерями извлекают только никель, а остальные ценные компоненты безвозвратно теряются.

Недостатком этого способа является большие потери дорогостоящего металла из-за невозможности переплава в индукционной печи образовавшихся отходов гранул. Это связано с тем, что порошковый материал из-за высокого омического сопротивления громадного количества мест точечных недостаточно плотных контактов частиц между собой, имеющих к тому же тонкую поверхностную окисную пленку, обладает недостаточной проводимостью наведенного (индукционного) вихревого тока.

Известен способ получения гранул центробежным распылением вращающейся заготовки [пат. РФ 2314179 С1, B22F 9/10, 01.10.2008], включающий индукционную плавку шихты с получением распыляемых заготовок и последующее плазменное распыление их при высоких скоростях вращения. В процессе изготовления распыляемых заготовок в шихту индукционной плавки также вводят 20-40% кусковых отходов.

Недостатком этого способа является большие потери дорогих и дефицитных металлов в отходах гранул при переработке их на электролитических никелевых комбинатах.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка [пат. 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, а также высокие энергетические затраты.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.

Поставленная задача достигается способом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной. Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.

На фигуре 1 - микрофотография частиц порошка; на фигуре 2 - интегральная кривая (1) и гистограмма (2) распределения по размерам частиц порошка; на фигуре 3 - спектрограмма элементного состава частиц порошка; на фигуре 4 - дифрактограмма фазового состава частиц порошка.

Пример 1

На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы марки ЖС6У в воде дистиллированной при массе загрузки 200 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

- напряжение на электродах от 170…190 В;

- емкость конденсаторов 50…55 мкФ;

- частота следования импульсов 160…180 Гц.

Данные режимы получения жаропрочного никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования протекает не стабильно, поскольку имеет место слабое искрообразованием между гранулами диспергируемого материала.

Пример 2

- напряжение на электродах от 190…210 В;

- емкость конденсаторов 55…60 мкФ;

- частота следования импульсов 180…200 Гц.

Полученный жаропрочный никелевый порошок исследовали различными методами.

Микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью растрового электронного микроскопа «QUANTA 600 FEG», показал, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов сплава ЖС6У, состоит в основном из частиц правильной сферической и эллиптической формы с включениями частиц неправильной формы (фигура 1).

Анализ распределения по размерам частиц порошка, полученного с помощью анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec», показал, что частицы порошка имеют размеры от 0,1 до 285 мкм со средним объемным диаметром 67,1 мкм (фигура 2).

Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы «EDAX», встроенного в растровый электронный микроскоп «QUANTA 600 FEG», показал, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов сплава ЖС6У, состоит из следующих равномерно распределенных по объему частиц элементов: О, Cr, Fe, Co, Ni, Nb, Mo, Ti и W (фигура 3).

Анализ фазового состава частиц порошка, проведенный с помощью рентгеновской дифракции на дифрактометре «Rigaku Ultima IV», показал, что частицы порошка, полученные методом ЭЭД из отходов сплава ЖС6У, состоят из следующих фаз: WO₃, Co, NiO, Al_0,9Ni_4,22, W и Cr (фигура 4).

Проведенные исследования показали, что способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной имеется возможность получения порошка-сплава с равномерным распределением легирующих элементов.

Пример 3

- напряжение на электродах от 210…230 В;

- емкость конденсаторов 60…65 мкФ;

- частота следования импульсов 200…220 Гц.

Данные режимы получения жаропрочного никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования носит взрывной характер и протекает не стабильно.

Способ получения жаропрочного никелевого порошка, отличающийся тем, что порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов сплава марки ЖС6У в воде дистиллированной при напряжении на электродах от 190-210 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 180-200 Гц.

Изобретение относится к области аддитивных технологий, в частности получения изделий из сплавов системы TiNi, обладающих эффектом памяти формы, методами аддитивных технологий, известных также под термином 4D-печать. Способ аддитивного производства сплавов системы TiNi включает обеспечение порошка сплава системы TiNi, определение точного химического состава порошка и его температуры мартенситных превращений, загрузку порошка в установку селективного лазерного плавления и проведение селективного лазерного плавления с получением сплава.

Способ модифицирования жаропрочных никельхромовых сплавов // 2762442

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию никелевых сплавов ультрадисперсными порошками тугоплавких соединений. Способ модифицирования никелевых сплавов включает введение в расплав модификатора, содержащего ультрадисперсные тугоплавкие частицы.

Распыляемая мишень из суперсплава // 2743536

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению мишени из суперсплавов для катодного вакуумно-дугового нанесения покрытий. Мишень из суперсплава на основе порошка никеля или порошка кобальта для катодного вакуумно-дугового нанесения покрытий выполнена из легированного порошка суперсплава на основе никеля или кобальта, содержащего интерметаллические соединения, и имеет поликристаллическую структуру со случайной ориентацией зерен, при этом средний размер зерна в структуре мишени составляет менее 50 мкм, а пористость структуры составляет менее 10%.

Способ получения пористого материала на основе никелида титана // 2732716

Изобретение относится к металлургии, конкретно к технологии получения пористых металлических материалов, и может использоваться в медицинской имплантологии. Способ получения пористого материала на основе никелида титана включает двухэтапное спекание шихты, содержащей порошок никелида титана, с промежуточной выдержкой между этапами.

Эндодонтический инструмент для обработки корневых каналов зуба // 2727430

Группа изобретений относится к изготовлению стоматологических средств с эффектом памяти формы. Способ включает выбор нитиноловой проволоки с начальной температурой перехода ниже комнатной температуры, шлифование нитиноловой проволоки с образованием стоматологического средства, имеющего ручку, расположенную рядом с первым концом, и рабочую область, по меньшей мере с одной режущей кромкой, расположенную рядом с противоположным вторым, передним концом, формование рабочей области в отформованную форму, имеющую по меньшей мере один сформированный в ней выступ, нагревание стоматологического средства для изменения начальной температуры перехода стоматологического средства на конечную температуру перехода и запоминания отформованной формы, содержащей указанный по меньшей мере один выступ, из условия возвращения к отформованной форме, имеющей указанный по меньшей мере один выступ, когда он имеет температуру, соответствующую конечной температуре перехода или превышающую ее.

Термомеханическая обработка никель-титановых сплавов // 2720276

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению прокатного изделия из никель-титанового сплава. Способ изготовления никель-титанового изделия термомеханической обработкой включает холодную обработку заготовки из никель-титанового сплава при температуре менее 500°C и горячее изостатическое прессование подвергнутой холодной обработке заготовки из никель-титанового сплава, при этом заготовка из никель-титанового сплава содержит по меньшей мере 35 процентов по массе титана и по меньшей мере 45 процентов по массе никеля.

Способ плавки и рафинирования сплавов // 2716967

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при плавке и рафинировании сплавов. В способе осуществляют вакуумную индукционную плавку исходных материалов для получения прошедшего вакуумную индукционную плавку (ВИП) сплава.

Способ получения высоколегированных жаропрочных сплавов на никелевой основе с содержанием титана и алюминия в узких пределах // 2716326

Изобретение относится к области специальной металлургии, конкретно к способам производства высоколегированных жаропрочных сплавов на основе никеля с содержанием титана и алюминия в узких пределах. Способ включает выплавку жаропрочного сплава, содержащего, в вес.%: шихта первичная - 30-40, кондиционные технологические отходы – 20-30, вторичный кондиционный отход в виде паспортной шихтовой болванки – остальное.

Металлокерамическое покрытие // 2712679

Изобретение относится к средствам защиты деталей из сплавов на никелевой основе для турбин жидкостных ракетных двигателей. Покрытие содержит никель, оксид бария, оксид церия, оксид бора, оксид алюминия, оксид циркония, оксид кремния, оксид титана и оксиды калия и натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: 40-55 никеля, 13-16 оксида бария, 14-16,6 оксида церия, 10-13 оксида бора, 5-8 оксида алюминия, 1-2 оксида циркония, 2-4 оксида кремния, 0,05-0,15 оксида титана, 0,05-0,15 оксидов калия и натрия.

Способ получения заготовок сплавов tihfni // 2705487

Изобретение относится к получению компактных деформируемых заготовок из сплавов TiHfNi с высокотемпературным эффектом памяти формы. Способ включает гидридно-кальциевый синтез порошковой смеси при температуре 1100-1300°С в течение не менее 6 часов, после чего полученные продукты обрабатывают водой, а затем раствором соляной кислоты, затем полученный порошок консолидируют путем прессования с формированием прессовки требуемой формы, которую подвергают спеканию в вакууме при остаточном давлении не выше 10-4 мм рт.ст.

Способ рафинирования гартцинка от примеси железа и алюминия // 2778931

Изобретение относится к рафинированию отходов горячего цинкования, в частности к рафинированию гартцинка от примеси железа и алюминия. Осуществляют порционное введение в расплав гартцинка рафинировочного агента - алюминия, в виде ломов силумина с содержанием кремния 7-12%, взятом в соотношении силумин/железо, равном 1,3-1,4:1, при температуре начала кристаллизации силуминов 566-577°С.