CZ304629B6 - Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot - Google Patents

Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot Download PDF

Info

Publication number
CZ304629B6
CZ304629B6 CZ2006-408A CZ2006408A CZ304629B6 CZ 304629 B6 CZ304629 B6 CZ 304629B6 CZ 2006408 A CZ2006408 A CZ 2006408A CZ 304629 B6 CZ304629 B6 CZ 304629B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
tungsten
tungsten carbide
powder
filters
preparing
Prior art date
Application number
CZ2006-408A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2006408A3 (cs
Inventor
Vlastimil Brožek
Jiří Matějíček
Karel Neufuss
Original Assignee
Ăšstav fyziky plazmatu AV ÄŚR, v.v.i.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ăšstav fyziky plazmatu AV ÄŚR, v.v.i. filed Critical Ăšstav fyziky plazmatu AV ÄŚR, v.v.i.
Priority to CZ2006-408A priority Critical patent/CZ304629B6/cs
Publication of CZ2006408A3 publication Critical patent/CZ2006408A3/cs
Publication of CZ304629B6 publication Critical patent/CZ304629B6/cs

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Způsob přípravy wolframových nebo wolframkarbidových filtrů spočívá v tom, že wolframový prášek nebo wolframkarbidový prášek se nejprve sferoidizuje tak, že se přivádí do proudu plazmatu o teplotě od 25 000 do 30 000 K, za pomoci inertního plynu, s výhodou dusíku jako nosného plynu, při rychlosti vstřikování nejvíce 24 kg za hodinu, a poté se sferoidizovaný materiál slinuje při teplotách 1750 až 1950 .degree.C.

Description

Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů určených k filtracím za vysokých teplot.
Dosavadní stav techniky
Kovové filtry a membrány jsou využívány od počátků rozvoje práškové metalurgie; lze zmínit např. anglický patent 25909 z roku 1909 na výrobu porézních předmětů.
Kovové filtry se vyrábějí převážně z prášků sférických tvarů připravených rozstřikováním taveniny kovů nebo jejich slitin. Vytříděné sférické prášky se slisují do požadovaných tvarů (desky, trubice aj.) a slinují hluboko pod teplotou tání, aby zůstala zachována co nejvyšší pórovitost. Jinou možností je slinutí prášků s příměsí další látky, která se po slinutí výrobku odstraní, např. rozpuštěním nebo vytavením, zatímco základní materiál zůstává v pevném stavu a vytváří porézní matrici.
Většina komerčních kovových filtrů je vyráběna z bronzu, nerez-ocelí, niklu, titanu, Inconelu a podobných slitin, přičemž žádný z dosud vyráběných kovových filtrů není určen k funkci nad teplotou 2000 °C.
Použití za vyšších teplot umožňující kovové filtry z látek, které mají nejvyšší bod tání, to je z wolframu s bodem tání 3420 °C, případně z karbidů wolframu, které mohou beze změny struktury být použity do teplot až 2500 °C. Doposud však nebyl znám uspokojivý způsob jejich přípravy. Tento nedostatek odstraňuje dále popsané řešení podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Způsob přípravy wolframových nebo wolframkarbidových filtrů spočívá v tom, že práškový wolfram nebo karbid wolframu se sferoidizuje tak, že se přivádí do proudu plazmatu o teplotě od 25 000 do 30 000 K, za pomoci inertního plynu, s výhodou dusíku, jako nosného plynu a při rychlosti vstřikování nejvýše 24 kg za hodinu. Během doby interakce práškového materiálu s plazmatem dojde k roztavení jednotlivých zrn prášku a vlivem vysokého povrchového napětí ke vzniku sférických kapek, které jsou bezprostředně pohlcovány do kapalného dusíku, čímž dochází k zafixování dokonalého kulového/sferoidního tvaru a odpovídající vysokoteplotní krystalografické struktury. Získané sferoidní wolframové prášky jsou potom granulometricky roztříděny a použity k výrobě filtrů již známými metodami, tj. zhotovením porézního tvarového předlisku ajeho slinutím při teplotách 1750 až 1950 °C. Wolframkarbidové filtry se připravují z výchozího práškového WC, který se při interakci s plazmatem současně chemicky rozkládá na W2C a C, tento uhlík potom při průletu vzduchovou atmosférou vytváří ochrannou atmosféru CO, která zabrání následné nežádoucí oxidaci karbidu wolframu. Část W2C se dále rozkládá až na elementární wolfram. Produktem sferoidizace WC v plazmatu je pak homogenní směs, kdy každá jednotlivá sferoidní částice je tvořena slitinou W+W2C, v případě nedokonale provedené sferoidizace ještě zbytkovým WC.
Výhodou tohoto druhého postupu je vysoká tvrdost vytvořených kuliček homogenní dvoufázové směsi W+W2C, případně W+W2C+WC, která umožní při lisování předlisků docílit dokonalejšího rovnoměrného rozložení pórů, neboť při lisování předlisku nedochází k tak významné deformaci jednotlivých kuliček, jako v případě lisování filtrů z kuliček z měkčích materiálů.
- 1 CZ 304629 B6
Příklady provedení
Příklad 1
Práškový wolfram granulometrické třídy 40 až 63 pm byl v množství 20 kg/h pomocí nosného plynu dusíku o přetlaku 150 kPa vnášen do proudu vodou stabilizovaného plazmatu, generovaného v plazmatronu WSP s příkonem 160 kW. Ve vzdálenosti 50 cm od ústí trysky plazmatu byla umístěna sběrná nádoba s kapalným dusíkem, do které byly letící roztavené částice wolframu zachycovány. Získaný sferoidní wolframový prášek byl znovu vytříděn na sítech 36 až 40 pm a získaný podíl zpracován na wolframový filtr ve tvaru kruhové destičky. K vytvoření polotovaru byla použita válcová forma vnitřního průměru 15 a 25 mm, výška násypu před lisováním byla 3 až 5 mm. Sférické práškové částice byly před nasypáním do lisovací formy namočeny do pojivové suspenze 6 % akrylátu AC 112 v etanolu. Lisovací tlak byl 100 MPa. Výlisky byly slinovány v peci pod argonovou ochrannou atmosférou při teplotě 1750 °C. Získané filtry ve tvaru slinutých kruhových destiček byly testovány měřením permeability, mikrotvrdosti a modulu pružnosti. Distribuce pórů byla měřena Hg-porozimetrickou metodou, velikost průměru pórů byla 6500 až 6900 nm, celková pórovitost filtrů byla 40 až 45 obj. %.
Příklad 2
Karbid wolframu výchozí zrnitosti 20 až 40 pm byl v množství 24 kg/h pomocí nosného plynu dusíku o přetlaku 150 kPa vnášen do proudu vodou stabilizovaného plazmatu, generovaného v plazmatronu WSP s příkonem 160 kW. Ve vzdálenosti 60 cm od ústí trysky plazmatu byla umístěna sběrná nádoba s kapalným dusíkem, do které byly letící roztavené částice zachycovány. Získaný sferoidní prášek byl vytříděn na sítech a získány podíly -20 pm, 20 až 36 pm, +36 pm. Rentgenostruktumí analýzou bylo zjištěno, že prášky velikosti pod 20 pm obsahují 20 + 5 % W2C a 80 ± 3 % W, prášky velikosti 20 až 36 pm obsahují 40 ± 3 % W2C a 60 ± 3 % W, hrubozmná sferoidní grakce nad 36 pm obsahuje 60 ± 3 % W2C, 40 ± 3 % W a 1 až 5 % WC.
Filtry z prášků jednotlivých granulometrických tříd byly připraveny volným nasypáním do válcové matrice aparatury typu BELT vnitřního průměru 15 mm a po stlačení pístem zahřívány průchodem elektrického proudu na teplotu 1950 °C.
Získané filtry ve tvaru slinutých kruhových destiček byly testovány měřením permeability, mikrotvrdosti a modulu pružnosti. Pórovitost filtru připraveného z nejhrubší frakce (+36 pm) byla 8 obj. %.
Průmyslová využitelnost
Kovové filtry z wolframu a karbidu wolframu lze využít v metalurgii k filtraci kovů, slitin nebo dalších látek s bodem tání do 2500 °C. Dále je možno je impregnovat termoemisními materiály při výrobě výkonové elektrony nebo materiálů pro jadernou a fúzní energetiku.

Claims (3)

1. Způsob přípravy wolframových nebo wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot, vyznačující se tím, že práškový wolfram nebo karbid wolframu se sferoidizuje tak, že se za pomoci inertního plynu přivádí do proudu plazmatu o teplotě od 25 000 do 30 000 K rychlostí vstřikování nejvíce 24 kg za hodinu a poté se sferoidizovaný materiál slinuje při teplotách 1750 až 1950 °C.
2. Způsob přípravy podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako inertní plyn pro přívod práškového wolframu nebo karbidu wolframu použije dusík.
3. Způsob přípravy podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se do proudu plazmatu přivádí prášek karbidu wolframu o granulometrii menší než 20 pm.
CZ2006-408A 2006-06-22 2006-06-22 Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot CZ304629B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2006-408A CZ304629B6 (cs) 2006-06-22 2006-06-22 Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2006-408A CZ304629B6 (cs) 2006-06-22 2006-06-22 Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2006408A3 CZ2006408A3 (cs) 2008-01-02
CZ304629B6 true CZ304629B6 (cs) 2014-08-13

Family

ID=38858874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2006-408A CZ304629B6 (cs) 2006-06-22 2006-06-22 Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ304629B6 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110052616A (zh) * 2019-06-03 2019-07-26 湖南伊澍智能制造有限公司 一种3d打印合金粉末及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3258817A (en) * 1962-11-15 1966-07-05 Exxon Production Research Co Method of preparing composite hard metal material with metallic binder
CH631635A5 (en) * 1978-01-26 1982-08-31 Castolin Sa Process for preparing a powder
CS255919B1 (cs) * 1986-04-01 1988-03-15 Miloslav Grunt Způsob výrobr práškového wolframu
US4981512A (en) * 1990-07-27 1991-01-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Methods are producing composite materials of metal matrix containing tungsten grain
CZ168795A3 (en) * 1994-08-15 1996-03-13 Iscar Ltd Sinterable powder mixture and a sintered carbide material based on tungsten produced thereof
EP1066899A2 (en) * 1999-07-07 2001-01-10 Hitachi Metals, Ltd. Sputtering target, method of making same, and high-melting metal powder material
US20020102400A1 (en) * 1999-11-29 2002-08-01 Vladimir Gorokhovsky Composite vapour deposited coatings and process therefor
JP2005336617A (ja) * 2005-05-30 2005-12-08 Hitachi Metals Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法ならびに高融点金属粉末材料

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3258817A (en) * 1962-11-15 1966-07-05 Exxon Production Research Co Method of preparing composite hard metal material with metallic binder
CH631635A5 (en) * 1978-01-26 1982-08-31 Castolin Sa Process for preparing a powder
CS255919B1 (cs) * 1986-04-01 1988-03-15 Miloslav Grunt Způsob výrobr práškového wolframu
US4981512A (en) * 1990-07-27 1991-01-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Methods are producing composite materials of metal matrix containing tungsten grain
CZ168795A3 (en) * 1994-08-15 1996-03-13 Iscar Ltd Sinterable powder mixture and a sintered carbide material based on tungsten produced thereof
EP1066899A2 (en) * 1999-07-07 2001-01-10 Hitachi Metals, Ltd. Sputtering target, method of making same, and high-melting metal powder material
US20020102400A1 (en) * 1999-11-29 2002-08-01 Vladimir Gorokhovsky Composite vapour deposited coatings and process therefor
JP2005336617A (ja) * 2005-05-30 2005-12-08 Hitachi Metals Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法ならびに高融点金属粉末材料

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2006408A3 (cs) 2008-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Singh et al. Additive manufacturing of 17–4 PH steel using metal injection molding feedstock: Analysis of 3D extrusion printing, debinding and sintering
Colombo et al. Highly porous metals and ceramics
US8916091B2 (en) Method for producing semi-finished products from NiTi shape memory alloys
Salvo et al. Processing and structures of solids foams
JP2006503188A (ja) ニアネットシェイプ金属−および/または−セラミック部材の製造方法
JP2019502823A (ja) 超硬合金材料の製造方法
US5024695A (en) Fine hollow particles of metals and metal alloys and their production
AU617101B2 (en) Hot filter media
CZ304629B6 (cs) Způsob přípravy wolframových a wolframkarbidových filtrů k filtracím za vysokých teplot
JP3566637B2 (ja) 焼結チタンフィルタの製造方法
US20040146424A1 (en) Production of component parts by metal injection moulding (mim)
WO2017068153A1 (en) A process of manufacturing cermet or cemeted carbide component
SE447126B (sv) Format foremal omfattande ett skelett av icke svarsmelta metallpartiklar och en infiltrerad kontinuerlig metallfas samt sett att framstella detta
Guo et al. Novel polymer–metal based method for open cell metal foams production
RU2582166C1 (ru) Способ изготовления спеченных заготовок из тяжелых сплавов на основе вольфрама
JP3761551B2 (ja) 焼結チタンフィルタ
RU2765044C1 (ru) Способ получения пористых и проницаемых заготовок кольцевой формы из сверхупругого сплава системы титан-цирконий-ниобий
RU2320456C2 (ru) Способ получения пористого наноструктурного никеля
JPH06134566A (ja) 金属基複合材料の製造法
Zhou et al. Fabrication of Functionally Gradient Cemented Carbide with Ultrafine Grains
JP2006052451A (ja) 強磁性体製ポーラス金属部材の製造方法
RU2690764C1 (ru) Способ получения пористого изделия из урана
AU2019100947A4 (en) Method of 3D printing mould and 3Cr5MoSiV1 mould steel powder
SU1044432A1 (ru) Способ изготовлени пористых спеченных изделий из титана
Anderson et al. Gas atomized Er3Ni powder for cryocooler applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20160622