PL228515B1 - Stop platyny - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 397094 (51) Int.CI.

C22C 5/04 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 23.11.2011

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

(54)	Stop platyny
(43) Zgłoszenie ogłoszono:		(73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT METALI NIEŻELAZNYCH, Gliwice, PL MENNICA METALE SZLACHETNE SPÓŁKA AKCYJNA, Warszawa, PL POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL
27.05.2013 BUP 11/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:		(72) Twórca(y) wynalazku: LUDWIK CIURA, Gliwice, PL WIESŁAW KAZANA, Gliwice, PL MIECZYSŁAW WOCH, Gliwice, PL
30.04.2018 WUP 04/18		MACIEJ GIEREJ, Warszawa, PL
		WOJCIECH MOTEL, Warszawa, PL ZBIGNIEW LASKOWSKI, Grodzisk Mazowiecki, PL HALINA GARBACZ, Warszawa, PL JAROSŁAW MIZERA, Warszawa, PL KRZYSZTOF JAN KURZYDŁOWSKI, Warszawa, PL

m co

CM

CM

Q_

PL 228 515 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stop platyny do produkcji narzędzi i elementów pracujących w wysokich temperaturach, przeznaczony zwłaszcza na łódki topielno-wyciekowe do rozwłókniania szkła, siatki katalityczne i siatki katalityczno-wychwytujące do utleniania amoniaku.

Stopy platyny wykazują wysoką wytrzymałość podczas pracy w wysokich temperaturach. Stosowanie tych stopów do pracy powyżej temperatury rekrystalizacji powoduje szybsze zużywanie się materiału i zwiększa jego wrażliwość na odkształcenia. Ze względu na wysoką temperaturę pracy łódek topielno-wyciekowych, rzędu 1200-1400^oC, jak również wymaganą wysoką odporność chemiczną na działanie ciekłego szkła, stop produkuje się ze stopów metali szlachetnych na bazie platyny. Najczęściej stosowanym materiałem jest stop PtRh10, którego temperatura rekrystalizacji wynosi ok. 850°C. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 165279 stop platyny zawierający cyrkon charakteryzujący się tym, że zawiera iryd, wanad i ewentualnie magnez, przy czym wagowa zawartość irydu wynosi 0,1-6,0%, wanadu 0,1 -1,0%, magnezu 0,01-1,0%, cyrkonu 0,1-1,0%, zaś resztę stanowi platyna oraz nieuniknione zanieczyszczenia. Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 165281 stop platyny zawierający nieuniknione zanieczyszczenia i wagowo 0,01-30% rodu charakteryzujący się tym, że zawiera iryd i/lub wanad i/lub cyrkon i/lub magnez, przy czym wagowa zawartość irydu wynosi 0,1-6%, wanadu 0,1-1,0%, cyrkonu 0,1-1,0%, a magnezu 0,01-1,0%.

Celem wynalazku jest opracowanie stopu przedłużającego żywotność łódek oraz siatek katalitycznych i katalityczno-wychwytujących.

Stop platyny otrzymywany na drodze metalurgii proszkowej zawierający platynę, wagowo 0,01-40% rodu, wagowo 0,01-40% palladu i ren oraz nieuniknione zanieczyszczenia charakteryzuj ący się tym, że wagowa zawartość renu wynosi 12-40,00%.

Korzystnie stop posiada stosunek zawartości rodu do palladu i renu wynoszący od 5:5:1 do 10:10:1.

Korzystnie stop otrzymywany metodą metalurgii proszkowej zawiera 12-25% renu. Korzystnie stop otrzymywany metodą metalurgii proszkowej zawiera 12-25% renu posiada stosunek zawartości rodu do palladu i renu wynoszący od 1:1:1 do 5:5:1.

Topienie przeprowadza się w piecu indukcyjnym w tyglu z AI2O3. Do topienia stosuje się czyste składniki Pt, Rh, Pd i Re a proces topienia po odgazowaniu prowadzi w atmosferze argonu. Odlany wlewek kuje się na kwadrat 10x10 mm. Następnie pręt po wyżarzeniu w piecu komorowym poddawany jest procesowi walcowania, zaś po kolejnym wyżarzaniu - ciągniony do żądanej średnicy z międzyoperacyjną obróbką cieplną.

W metodzie metalurgii proszkowej proszek Pt miesza się z proszkiem Re, Rh i Pd. Otrzymana mieszanina poddawana jest prasowaniu pod wysokim ciśnieniem. Uzyskana wypraska po spiekaniu poddawana jest operacji walcowania i ciągnienia z międzyoperacyjną obróbką cieplną dla uzyskania materiału końcowego (np. drutu o żądanej średnicy).

Łódka topliwno-wyciekowa pracuje w temp. 1200-1400°C ok. 2000 godzin do pełnego zużycia czyli do pojawienia się pęknięć i wycieków bocznych, zaś siatki katalityczne i katalityczno-wychwytujące pracują w temp. około 1000°C. Powszechnie uważa się, że główną przyczyną niszczenia łódek i skrócenia ich żywotności eksploatacyjnej jest niska temperatura rekrystalizacji stopu z którego wytwarza się łódki. Próbowano zatem zmieniać skład stopu tak, aby uzyskać oczekiwane właściwości. Stosowano m.in. stopy PtRh20 lub Pt o strukturze stabilizowanej Zr. Okazało się jednak, że w niektórych przypadkach niemożliwa jest przeróbka poprzez kucie na zimno i na gorąco oraz walcowanie na zimno. Stop PtRhPdRe wykazuje wysoką odporność chemiczną i posiada właściwości katalityczne, co determinuje do stosowania go do produkcji narzędzi i elementów pracujących w wysokich temperaturach. Stopy PtRhPdRe mają wyższą temperaturę rekrystalizacji, podwyższoną wytrzymałość na rozciąganie, zaś stop PtRh2Pd2Re20 otrzymywany proszkowo jest odporny na działanie wysokiej temperatury, a także na rozrost ziaren. Stop PtRhPdRe posiada podwyższoną w stosunku do stosowanych stopów żywotność eksploatacyjną.

P r z y k ł a d I

Wykonano stop PtRhPdRe metodą topienia i odlewania o wagowej zawartości rodu 10%, palladu 10%, renu 2%, resztę stopu stanowią platyna oraz nieuniknione zanieczyszczenia. Topienie przeprowadzono w piecu indukcyjnym w tyglu z AI2O3. Do topienia zastosowano czyste składniki a proces topienia po odgazowaniu prowadzono w atmosferze argonu pod ciśnieniem 600 Tr. Ze stopu tego wykonano drut. Uzyskany wlewek kuto na kwadrat 10x10 mm. Pręt po wyżarzeniu w piecu komorowym

PL 228 515 B1 walcowano na kwadrat. Po kolejnym wyrzażeniu pręt ciągniono do średnicy 0,8 mm i ponownie wyżarzono. Następnie drut poddano ciągnieniu do średnicy 0,6 mm.

P r z y k ł a d II

Przykład II różni się od przykładu I tym, że wagowa zawartość rodu wynosi 8%, palladu 8% a wagowa zawartość renu wynosi 1%.

P r z y k ł a d III

Przykład wykonano zgodnie z wynalazkiem. Wykonano stop PtRhPdRe metodą metalurgii proszków o wagowej zawartości rodu 25%, palladu 25%, renu 20%, resztę stopu stanowią platyna oraz nieuniknione zanieczyszczenia. Po wymieszaniu proszek prasowano izostatycznie w formie o średnicy 20 mm pod ciśnieniem 120 bar. Proces spiekania prowadzono w temperaturze 1000°C przez 4 godz. Materiał po spiekaniu poddano wstępnemu kuciu na gorąco na pręt o przekroju kwadratowym 10x10 mm, walcowaniu z użyciem walcarki profilowej a następnie ciągnieniu do średnicy 0,08 mm przy zastosowaniu ciągadeł diamentowych. Próbki poddano obróbce cieplnej polegającej na wygrzewaniu drutu przez 30 min. w temperaturze 1000°C.

P r z y k ł a d IV

Przykład wykonano zgodnie z wynalazkiem. Przykład IV różni się od przykładu III tym, że wagowa zawartość rodu wynosi 36%, palladu 36%, a wagowa zawartość renu wynosi 12%.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Stop platyny otrzymywany na drodze metalurgii proszkowej zawierający platynę, wagowo 0,01-40% rodu, wagowo 0,01-40% palladu i ren oraz nieuniknione zanieczyszczenia, znamienny tym, że wagowa zawartość renu wynosi 12-40,00%.

2. Stop wg zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek zawartości rodu do palladu i renu wynosi od 5:5:1 do 10:10:1.

3. Stop wg zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymywany metodą metalurgii proszkowej zawiera 12-25% renu.

4. Stop wg zastrz. 3, znamienny tym, że stosunek zawartości rodu do palladu i renu wynosi od 1:1:1 do 5:5:1.