PL233773B1 - Sposob otrzymywania polwyrobow ze stopow platyny z renem - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania półwyrobów ze stopów platyny z renem do produkcji elementów pracujących w wysokich temperaturach, zwłaszcza drutów do siatek katalitycznych i siatek katalityczno wychwytujących do utleniania amoniaku.

Znane są metody otrzymywania półwyrobów ze stopów Pt-Re z wsadu otrzymywanego metodą topienia i odlewania lub metodą metalurgii proszkowej. W klasycznej metodzie topienie przeprowadza się w piecu indukcyjnym w tyglu z AI2O3 lub ZrO₂. Do topienia stosuje się czyste składniki Pt 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 w wymaganych proporcjach. Otrzymana mieszanina poddawana jest prasowaniu pod wysokim ciśnieniem. Konsolidację materiału proszkowego można prowadzić dwuetapowo. Najpierw prasuje się izostatycznie proszek w formie kauczukowej pod wysokim ciśnieniem. Następnie otrzymaną wypraskę spieka się w piecu w temperaturze ok. 1000°C, a następnie poddaje się wsad przeróbce plastycznej na drodze kucia, walcowania i ciągnienia na wymiar końcowy z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej. Korzyści z zastosowania dodatku renu do stopów platyny wynikają z podwyższenia własności mechanicznych i użytkowych związanych z wysoką temperaturą topnienia renu (powyżej 3100°C). Jednakże niedogodnością zastosowania renu jest jego podatność do utleniania, nawet w stosunkowo niskich temperaturach a także wysoka podatność tlenków renu do sublimacji. Problem ten próbowano rozwiązać w ten sposób, że proces spiekania prowadzono cały czas w atmosferze wodoru. Metoda ta, choć prosta w skali laboratoryjnej, do zastosowania w skali przemysłowej wymaga użycia specjalnych urządzeń zapewniających odpowiedni poziom bezpieczeństwa.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania półwyrobów ze stopów platyny z renem eliminującego problemy występujące przy wytwarzaniu tych półwyrobów znanymi dotychczas metodami, gwarantując uzyskanie odpowiedniej ilości materiału o żądanej jakości w postaci mikrodrutu, pozwalającej na wykonanie przemysłowych pakietów siatek katalitycznych i katalityczno wychwytujących do utleniania amoniaku.

Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania półwyrobów ze stopów platyny z renem metodą metalurgii proszkowej charakteryzujący się tym, że po wstępnej konsolidacji sprasowanych proszków Pt-Re wypraski umieszcza się w cienkościennej kapsule, z której zostaje odpompowane powietrze, a sama kapsuła zostaje szczelnie zamknięta poprzez zagniecenie i zaspawanie i poddana jednocześnie wysokotemperaturowemu izostatycznemu prasowaniu i spiekaniu w temp. nie mniejszej niż 1000°C w czasie co najmniej 1 h i ciśnieniu nie mniejszym niż 1500 bar lub wysokotemperaturowemu spiekaniu w temperaturze nie mniejszej niż 1000°C w czasie co najmniej 1 h, a następnie wypraskę poddaje się kuciu, walcowaniu i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej lub poddaje się procesowi wyciskania metodą KOBO bez podgrzewania wsadu z rotacyjnym ruchem matrycy, walcowaniu i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej lub poddaje się procesowi wyciskania hydrostatycznego i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej. Korzystnie kapsuła wykonana jest z platyny lub stopów platyny. Prasowanie kapsuły prowadzi się w otoczeniu gazu obojętnego - argonu. W wyniku konsolidacji tym sposobem otrzymuje się materiał o gęstości zbliżonej do gęstości materiału otrzymywanego metodą topienia. Metoda ta zabezpiecza przerabiany materiał przed utlenianiem a tym samym zapewnia zachowanie wymaganego składu chemicznego, jednorodności chemicznej i jednorodności struktury.

P r z y k ł a d I. Proszek stopowy PtRe5 poddaje się wstępnej konsolidacji z wykorzystaniem prasy izostatycznej, następnie wypraskę umieszcza się w cienkościennej kapsule, wykonanej z platyny. Z kapsuły odpompowuje się powietrze i szczelnie zamyka poprzez zagniecenie i zaspawanie. Materiał poddaje się jednocześnie wysokotemperaturowemu izostatycznemu prasowaniu i spiekaniu w temperaturze 1400°C, przy ciśnieniu 2500 bar w czasie 2 h. Materiał ten w dalszej kolejności poddawany jest przeróbce plastycznej metodą kucia, walcowania i ciągnienia z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej.

P r z y k ł a d II. Proszek stopowy PtRe5 poddaje się wstępnej konsolidacji z wykorzystaniem prasy izostatycznej, następnie wypraskę umieszcza się w cienkościennej kapsule, wykonanej ze stopów platyny. Z kapsuły odpompowuje się powietrze i szczelnie zamyka poprzez zagniecenie i zaspawanie.

PL 233 773 B1

Materiał ten poddaje się jednocześnie wysokotemperaturowemu izostatycznemu prasowaniu i spiekaniu w temperaturze 1400°C, przy ciśnieniu 2500 bar, w czasie 2 h. Materiał ten w dalszej kolejności poddaje się procesowi wyciskania metodą KOBO bez podgrzewania wsadu z rotacyjnym ruchem matrycy, walcowaniu i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej w temperaturze 900°C w czasie 2 godzin.

P r z y k ł a d III. Proszek stopowy PtRe5 poddaje się wstępnej konsolidacji z wykorzystaniem prasy izostatycznej, następnie wypraskę umieszcza się w cienkościennej kapsule, wykonanej z platyny. Z kapsuły odpompowuje się powietrze i szczelnie zamyka poprzez zagniecenie i zaspawanie. Materiał ten poddaje się wysokotemperaturowemu spiekaniu w temperaturze 1400°C w czasie 2 h. Materiał ten w dalszej kolejności poddaje się procesowi wyciskania hydrostatycznego i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej w temperaturze 900°C w czasie 2 godzin.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (2)

1. Sposób otrzymywania półwyrobów ze stopów platyny z renem metodą metalurgii proszkowej, znamienny tym, że po wstępnej konsolidacji sprasowanych proszków Pt-Re wypraski umieszcza się w cienkościennej kapsule, z której zostaje odpompowane powietrze, a sama kapsuła zostaje szczelnie zamknięta poprzez zagniecenie i zaspawanie i poddana jednocześnie wysokotemperaturowemu izostatycznemu prasowaniu i spiekaniu w temp. nie mniejszej niż 1000°C w czasie co najmniej 1 h i ciśnieniu nie mniejszym niż 1500 bar lub wysokotemperaturowemu spiekaniu w temperaturze nie mniejszej niż 1000°C w czasie co najmniej 1 h, a następnie wypraskę poddaje się kuciu, walcowaniu i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej lub poddaje się procesowi wyciskania metodą KOBO bez podgrzewania wsadu z rotacyjnym ruchem matrycy, walcowaniu i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej lub poddaje się procesowi wyciskania hydrostatycznego i ciągnieniu z zastosowaniem międzyoperacyjnej obróbki cieplnej.

2. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że kapsuła wykonana jest z platyny lub stopów platyny.