RU2081733C1 - Aluminium powder and method of its production - Google Patents
Aluminium powder and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081733C1 RU2081733C1 RU95107177A RU95107177A RU2081733C1 RU 2081733 C1 RU2081733 C1 RU 2081733C1 RU 95107177 A RU95107177 A RU 95107177A RU 95107177 A RU95107177 A RU 95107177A RU 2081733 C1 RU2081733 C1 RU 2081733C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spraying
- titanium
- powder
- gas
- melt
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам и способам получения порошкового алюминия с присадкой титана, используемого в химической промышленности в качестве катализатора при производстве алюминийорганических соединений, гидридов и других областях органического синтеза. The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to compositions and methods for producing aluminum powder with titanium additive used in the chemical industry as a catalyst in the production of organoaluminum compounds, hydrides and other fields of organic synthesis.
Известны алюминиевые порошки ПА (ГОСТ 6058-73), содержащие 98-99% активного алюминия с весьма широким диапазоном дисперсности (крупность частиц от 0 до 2 мм). Частицы таких порошков покрыты плотной оксидной пленкой, обеспечивающей защиту алюминия от дальнейшего окисления. Known aluminum powders PA (GOST 6058-73) containing 98-99% active aluminum with a very wide range of dispersion (particle size from 0 to 2 mm). Particles of such powders are coated with a dense oxide film, which protects aluminum from further oxidation.
Однако из-за высоких защитных свойств оксидной пленки на частицах порошков ПА последние мало пригодны для использования в оргсинтезе, что необходима открытая поверхность алюминия, свободная от защитных пленок. Содержание активного алюминия в ряде порошков ПА на уровне 98% что является часто низким для оргсинтеза. Ввиду этого в этих областях они нашли весьма ограниченное применение. However, due to the high protective properties of the oxide film on the particles of PA powders, the latter are not very suitable for use in organic synthesis, which requires an open aluminum surface, free from protective films. The content of active aluminum in a number of PA powders is 98%, which is often low for organic synthesis. In view of this, they have found very limited application in these areas.
Наиболее близким техническим решением, нашедшим применение в качестве катализатора в оргсинтезе, является алюминиевый порошок с присадкой титана марки АСД-Т (ТУ 48-5-230-82). Данный порошок имеет содержание активного алюминия не менее 99% и титана в пределах 0,35-0,6% крупность частиц его не более 125 мкм. The closest technical solution that has found application as a catalyst in organic synthesis is aluminum powder with an additive of titanium grade ASD-T (TU 48-5-230-82). This powder has an active aluminum content of at least 99% and titanium in the range of 0.35-0.6%, its particle size is not more than 125 microns.
Присадка титана в таком порошке обеспечивает образование на поверхности частиц алюминия интерметаллида АI-Ti. В условиях оргсинтеза (при производстве изопренового каучука, высокомолекулярных спиртов, алюминийорганических соединений) данный интерметаллид разлагается и открывает неокисленную поверхность алюминия, обеспечивая его каталитическое действие. The addition of titanium in such a powder provides the formation on the surface of aluminum particles of the AI-Ti intermetallic compound. Under the conditions of organic synthesis (in the production of isoprene rubber, high molecular weight alcohols, organoaluminum compounds), this intermetallic compound decomposes and opens the unoxidized surface of aluminum, providing its catalytic effect.
Однако чтобы обеспечить максимальную каталитическую способность алюминиевого порошка, необходимо оптимальное содержание титана в нем. При малых его содержаниях на поверхности частиц алюминиевого порошка сохраняется существенное количество оксидной пленки, которая уменьшает рабочую поверхность порошка и снижает его каталитическую способность. При больших содержаниях титана на поверхности частиц алюминия образуется толстый плотный слой интерметаллида АI-Ti, который в условиях оргсинтеза разлагается неполностью. Сохранившийся интерметаллид частично экранирует поверхность чистого алюминия и также снижает каталитическую способность. В обоих случаях слишком малое и слишком большое содержание титана приводят к повышенному расходу порошка при оргсинтезе. Поэтому порошок АСД-Т, в котором содержание титана (0,35-0,6%), и дисперсность (мельче 125 мкм), предусмотренные ТУ 48-5-230-82, сравнительно высоки, непригоден для целого ряда областей оргсинтеза, в частности при производстве алюминийорганических соединений. Для использования в этих областях необходимы порошки с более низким содержанием титана и более грубым гранулометрическим составом (с крупностью частиц до 0,5 мм), имеющие при этом содержание активного алюминия как и в порошке АСД-Т. However, to ensure maximum catalytic ability of the aluminum powder, an optimum titanium content in it is necessary. With its small contents, a substantial amount of oxide film is retained on the surface of aluminum powder particles, which reduces the working surface of the powder and reduces its catalytic ability. At high titanium contents, a thick dense layer of AI-Ti intermetallic compound is formed on the surface of aluminum particles, which is incompletely decomposed under conditions of organic synthesis. The surviving intermetallic partially shields the surface of pure aluminum and also reduces catalytic ability. In both cases, too low or too high titanium content leads to increased powder consumption during organic synthesis. Therefore, the ASD-T powder, in which the titanium content (0.35-0.6%) and the dispersion (finer than 125 μm), provided by TU 48-5-230-82, are relatively high, unsuitable for a number of areas of organic synthesis, in particularly in the production of organoaluminum compounds. For use in these areas, powders with a lower titanium content and a coarser particle size distribution (with a particle size of up to 0.5 mm) are required, having at the same time the content of active aluminum as in ASD-T powder.
Целью изобретения является получение алюминиевого порошка с присадкой титана, пригодного для использования в тех областях оргсинтеза, где стандартный порошок АСД-Т непригоден. The aim of the invention is to obtain an aluminum powder with an additive of titanium, suitable for use in those areas of organic synthesis, where the standard powder ASD-T is unsuitable.
Это достигается тем, что производимый и используемый алюминиевый порошок содержит титан в количестве 0,05-0,34% и имеет размер частиц до 0,5 мм. Такой порошок отвечает требованиям потребителей и пригоден для областей оргсинтеза, в частности, при производстве алюминийорганических соединений, где стандартный порошок АСД-Т неприменим. This is achieved by the fact that the produced and used aluminum powder contains titanium in an amount of 0.05-0.34% and has a particle size of up to 0.5 mm. Such a powder meets the requirements of consumers and is suitable for areas of organic synthesis, in particular, in the production of organoaluminum compounds, where the standard ASD-T powder is not applicable.
Наиболее распространенным способом получения металлических порошков, в том числе алюминиевых, является распыление расплавленного металла сжатым газом. (Гопиенко В.Г. и др. Производство и применение алюминиевых порошков и пудр. М. Металлургия, 1980, с. 13). The most common method for producing metal powders, including aluminum, is to spray molten metal with compressed gas. (Gopienko V.G. et al. Production and use of aluminum powders and powders. M. Metallurgy, 1980, p. 13).
Известный порошок АСД-Т получают способом, защищенным авт. свидетельством N 277525 B 22 А 9/00, характеризующимся тем, что расплавленный металл или сплав распыляют инертным газом, нагретым до температуры, близкой к температуре плавления с одновременной подачей в зону распыления холодного инертного газа. Распыление производят с применением трехкомпонентного эжекционного распыливающего устройства, которое обеспечивает подачу и распыление струи металла горячим газом и подачу направленного потока холодного газа. The known powder ASD-T is obtained by a method protected by author. certificate N 277525 B 22 A 9/00, characterized in that the molten metal or alloy is sprayed with an inert gas heated to a temperature close to the melting temperature while simultaneously supplying a cold inert gas to the spray zone. Spraying is carried out using a three-component ejection spraying device, which provides the supply and spraying of a jet of metal with hot gas and the supply of a directed flow of cold gas.
Для изготовления порошка марки АСД-Т используется алюминий первичный не ниже марки А, по ГОСТ 11069-74 и титан губчатый не ниже марки ТГ-120 по ГОСТ 17746-79. For the manufacture of powder grade ASD-T, primary aluminum is used not lower than grade A, according to GOST 11069-74 and sponge titanium is not lower than grade TG-120 according to GOST 17746-79.
Основные технологические параметры производства такого порошка: температура распыленного расплава 900-950oС; температура распыляющего газа 420-500oС; давление распыляющего газа 1,6-1,8 МПа.The main technological parameters of the production of such a powder: the temperature of the atomized melt 900-950 o C; the temperature of the spray gas 420-500 o C; atomizing gas pressure 1.6-1.8 MPa.
Для достижения технического результата, то есть получения алюминиевого порошка с присадкой титана с заданным содержанием (0,05-0,34%) и требуемой гранулометрией (до 0,5 мм), в известном способе получения порошка марки АСД-Т путем распыления расплава нагретым инертным газом (азотом) с одновременным охлаждением образующегося порошка холодным азотом изменяются термодинамические параметры, а именно: температура распыляемого расплава 850-880oС; температура распыливающего газа 300-400oС; давление распыливающего газа 1,0-1,5 МПа.To achieve a technical result, that is, to obtain an aluminum powder with an additive of titanium with a given content (0.05-0.34%) and the required particle size distribution (up to 0.5 mm), in a known method for producing powder of the grade ASD-T by spraying a heated melt inert gas (nitrogen) while cooling the resulting powder with cold nitrogen changes the thermodynamic parameters, namely: the temperature of the sprayed melt 850-880 o C; the temperature of the spray gas 300-400 o C; spray gas pressure 1.0-1.5 MPa.
Более низкая, чем при производстве АСД-Т, температура распыляемого металла способствует снижению растворимости титана в алюминии и обеспечивает его содержание в готовом порошке в требуемых пределах 0,05-0,34% Пониженное давление и температура распыляющего газа обеспечивают получение порошка большей крупности с размером частиц до 0,5 мм. Lower than in the production of ASD-T, the temperature of the sprayed metal helps to reduce the solubility of titanium in aluminum and ensures its content in the finished powder in the required range 0.05-0.34%. The reduced pressure and temperature of the spraying gas provide a larger powder with a size particles up to 0.5 mm.
Данные термодинамические параметры определены на основании серии экспериментальных работ, проведенных в промышленных условиях, и обеспечивают требуемое качество алюминиевого порошка, удовлетворяющее потребителя. These thermodynamic parameters are determined on the basis of a series of experimental works carried out in an industrial environment and provide the required quality of aluminum powder that satisfies the consumer.
С целью получения заданного потребителем химсостава, в каждом конкретном случае указанные параметры могут меняться, но не выходят за пределы, предусмотренные заявкой. In order to obtain the chemical composition specified by the consumer, in each specific case the indicated parameters can change, but do not go beyond the limits provided by the application.
Сущность способа поясняется примерами конкретного получения порошков с заданными свойствами. The essence of the method is illustrated by examples of specific production of powders with desired properties.
На промышленной пульверизационной установке производили получение алюминиевых порошков с присадкой титана. Исходным металлом был жидкий алюминий, доставляемый из электролизного цеха. Металл заливался в специальную пульверизационную печь с электрическим обогревом. At an industrial atomization plant, aluminum powders with an additive of titanium were produced. The starting metal was liquid aluminum, delivered from the electrolysis shop. Metal was poured into a special spray heating furnace with electric heating.
В жидкую ванну вводилось необходимое количество титана в виде твердой губки, расплав тщательно перемешивался, температура его доводилась до требуемой путем задания необходимых параметров системой автоматического управления печью. После анализа приготовленного расплава на содержание титана и соответствия его требуемой норме расплав распылялся эжекционной форсункой, аналогичной устройству по авт. свид. СССР N 277525. Распыление производилось в герметичную камеру (пылеосадитель) с сухим улавливанием распыленного продукта. В качестве распыливающего газа использовался азот с содержанием кислорода до 0,8 об. подогреваемый до требуемой температуры в специальной печи с автоматической регулировкой. Для исключения слипания частиц образующегося в результате распыления расплава порошка, одновременно в зону распыления через обдувочное кольцо подавали холодный азот (с температурой производственного помещения). The required amount of titanium in the form of a hard sponge was introduced into the liquid bath, the melt was thoroughly mixed, its temperature was brought to the required one by setting the necessary parameters by the automatic control system of the furnace. After analyzing the prepared melt for the titanium content and meeting its required norm, the melt was atomized by an ejection nozzle, similar to the device according to ed. testimonial. USSR N 277525. Spraying was carried out in a sealed chamber (dust separator) with dry capture of the sprayed product. Nitrogen with an oxygen content of up to 0.8 vol.% Was used as the atomizing gas. heated to the required temperature in a special furnace with automatic adjustment. In order to prevent particles from sticking together of the powder formed as a result of spraying the melt, cold nitrogen (with the temperature of the production room) was fed into the spray zone at the same time.
Регулирование качества получаемых продуктов распыления производилось путем изменения основных технологических параметров давления и температуры распыливающего газа, температуры расплава. The quality control of the obtained spray products was carried out by changing the main technological parameters of the pressure and temperature of the spray gas, the temperature of the melt.
Получаемый порошок из пылеосадителя через грохот разгружался в специальные контейнеры и анализировался в соответствии с требованиями ТУ 48-5-230-82. The resulting powder from the dust separator was unloaded through special screens into special containers and analyzed in accordance with the requirements of TU 48-5-230-82.
Результаты анализов алюминиевых порошков с присадкой титана, полученных при различных технологических режимах, представлены в таблице. Из анализа таблицы видно, что предусмотренные изобретением технологические режимы (примеры 2-4, 7-9, 11-12) обеспечивают получение порошков с присадкой титана в требуемых пределах 0,05-0,34% содержание активного алюминия не менее 99% дисперсности до 500 мкм с выходом годного продукта более 90% Все получаемые в этих условиях порошки с присадкой титана отвечают требованиям потребителя, то есть поставленный изобретением технический результат достигается. The results of analyzes of aluminum powders with titanium additives obtained under various technological conditions are presented in the table. From the analysis of the table it can be seen that the technological conditions provided by the invention (examples 2-4, 7-9, 11-12) provide powders with a titanium additive in the required range of 0.05-0.34% active aluminum content of at least 99% dispersion to 500 μm with a yield of more than 90%. All the powders obtained under these conditions with a titanium additive meet the requirements of the consumer, that is, the technical result set by the invention is achieved.
Низкие температурные параметры и минимальное давление распыливающего газа обуславливают получение порошков с более низким содержанием титана или увеличивает содержание крупных фракций (примеры 2,7). Low temperature parameters and the minimum pressure of the atomizing gas cause the production of powders with a lower titanium content or increases the content of large fractions (examples 2.7).
Высокое давление и температура распыливающего газа и расплава позволяют получать порошки с высоким до 0,34% содержанием титана и более тонкие (менее крупные) фракции (примеры 4,8). The high pressure and temperature of the atomizing gas and the melt make it possible to obtain powders with a high titanium content up to 0.34% and finer (smaller) fractions (examples 4.8).
При технологических режимах, выходящих за пределы, предусмотренные изобретением, содержание титана в получаемых порошках в необходимых пределах не обеспечивается, дисперсность продуктов также выходит за рамки требований (примеры 1, 5, 9, 10, 13). Требованиям потребителей они не соответствуют и, следовательно, не обеспечивают достижение технического результата. Under technological conditions that go beyond the limits provided by the invention, the titanium content in the obtained powders is not provided within the necessary limits, the dispersion of products also goes beyond the requirements (examples 1, 5, 9, 10, 13). They do not meet the requirements of consumers and therefore do not ensure the achievement of a technical result.
Из приведенного описания видно, что аппаратурно-технологическая реализация предложенного способа не вызывает трудностей, так как он осуществляется уже на имеющемся оборудовании. From the above description it is seen that the hardware-technological implementation of the proposed method does not cause difficulties, since it is already carried out on existing equipment.
Преимущества предложенного способа перед известными заключаются в возможности получения алюминиевого порошка с заранее заданными потребителем свойствами за счет задания оптимальных параметров распыления, температуры расплава и дозировки компонентов; расширении области применения получаемого алюминиевого порошка в производствах органического синтеза; улучшении технико-экономических показателей как самого процесса получения алюминиевого порошка (за счет снижения содержания Тi и энергозатрат), так и при применении его за счет снижения расхода, которое обеспечивается повышением каталитической способности. The advantages of the proposed method over the known ones lie in the possibility of producing aluminum powder with properties predetermined by the consumer by setting optimal spraying parameters, melt temperature and dosage of the components; expanding the scope of the resulting aluminum powder in the production of organic synthesis; improving technical and economic indicators of both the process of obtaining aluminum powder (by reducing the Ti content and energy consumption), and when applying it by reducing the flow rate, which is provided by increasing the catalytic ability.
Claims (1)
Алюминий Остальное
2. Способ получения алюминиевого порошка, включающий распыление расплава нагретым инертным газом и охлаждение распыленных частиц холодным инертным газом, отличающийся тем, что распыление осуществляют газом, нагретым до 300
400oС и давлении газа 1,0 1,5 МПа, при этом температуру расплава поддерживают 850 880oС.Titanium 0.05 0.34
Aluminum Else
2. A method of producing aluminum powder, comprising spraying the melt with a heated inert gas and cooling the sprayed particles with a cold inert gas, characterized in that the spraying is carried out with a gas heated to 300
400 o C and a gas pressure of 1.0 1.5 MPa, while the temperature of the melt support 850 880 o C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95107177A RU2081733C1 (en) | 1995-05-04 | 1995-05-04 | Aluminium powder and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95107177A RU2081733C1 (en) | 1995-05-04 | 1995-05-04 | Aluminium powder and method of its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95107177A RU95107177A (en) | 1997-01-27 |
| RU2081733C1 true RU2081733C1 (en) | 1997-06-20 |
Family
ID=20167417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95107177A RU2081733C1 (en) | 1995-05-04 | 1995-05-04 | Aluminium powder and method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2081733C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011016759A1 (en) | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Limited Liability Company "Infra Technologies" | Support for catalyst of exothermic processes and catalyst prepared thereon |
| WO2011134036A1 (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-03 | Общество С Дополнительной Ответственностью "Ламел-777" | System for the dry concentration of metallic and nonmetallic materials and for the processing of technological waste |
| RU2754258C1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-08-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Method for producing aluminum-based powder for 3d printing |
-
1995
- 1995-05-04 RU RU95107177A patent/RU2081733C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. ТУ 48-5-230-82. 2. Авторское свидетельство СССР N 277525, кл. В 22 F 9/08, 1970. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011016759A1 (en) | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Limited Liability Company "Infra Technologies" | Support for catalyst of exothermic processes and catalyst prepared thereon |
| WO2011134036A1 (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-03 | Общество С Дополнительной Ответственностью "Ламел-777" | System for the dry concentration of metallic and nonmetallic materials and for the processing of technological waste |
| RU2754258C1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-08-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Method for producing aluminum-based powder for 3d printing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95107177A (en) | 1997-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5049450A (en) | Aluminum and boron nitride thermal spray powder | |
| DE60201922T2 (en) | Spray powder and process for its preparation | |
| US4832741A (en) | Powder-metallurgical process for the production of a green pressed article of high strength and of low relative density from a heat-resistant aluminum alloy | |
| CN100476014C (en) | Thermal spraying powder and method of forming thermal sprayed coating using same | |
| JPH10110206A (en) | Production of fine-grained (chromium carbide)-(nickel chromium) powder | |
| KR101776111B1 (en) | Zr or Zr-based alloy powders for Production Method and thereof Zr or Zr-based alloy powders | |
| DE19758111C2 (en) | Method and device for producing fine powders by atomizing melts with gases | |
| DE3306142A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A TWO-PHASE OR MULTI-PHASE METAL MATERIAL | |
| US4508788A (en) | Plasma spray powder | |
| JPH04221029A (en) | Method for forming metallic product by means of reactive spray | |
| RU2081733C1 (en) | Aluminium powder and method of its production | |
| DE2043275A1 (en) | The method and apparatus for producing highly pure metal powder | |
| JPS58141306A (en) | Spraying medium for producing metallic powder | |
| US4402885A (en) | Process for producing atomized powdered metal or alloy | |
| EP3479926A1 (en) | Method for modifying the particle shape and the particle size distribution of aluminum-based powders | |
| US3395030A (en) | Carbide flame spray material | |
| CN1614060A (en) | Preparation of heat-resistant aluminium alloy | |
| US3346363A (en) | Method of producing ferromanganese powder | |
| DE3428022A1 (en) | Method for the production of composite powder by atomising a metal melt | |
| RU2794209C1 (en) | Device for obtaining spherical metal powders | |
| CN112935613B (en) | Matched flux-cored wire for welding iron-nickel alloy plates for ships | |
| JPS61153207A (en) | Manufacture of fine metallic powder | |
| CA1040894A (en) | Method of manufacture of metallic powder | |
| EP3290136A1 (en) | Method for the production of metallic powders | |
| JP2663530B2 (en) | Welding alloy powder and method for producing the same |