RU2300444C2 - Способ получения высокопористых сплавов - Google Patents

Способ получения высокопористых сплавов Download PDF

Info

Publication number
RU2300444C2
RU2300444C2 RU2005122236/02A RU2005122236A RU2300444C2 RU 2300444 C2 RU2300444 C2 RU 2300444C2 RU 2005122236/02 A RU2005122236/02 A RU 2005122236/02A RU 2005122236 A RU2005122236 A RU 2005122236A RU 2300444 C2 RU2300444 C2 RU 2300444C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suspension
highly porous
temperature
mixture
alloy
Prior art date
Application number
RU2005122236/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Никитович Анциферов (RU)
Владимир Никитович Анциферов
Анатолий Павлович Бевз (RU)
Анатолий Павлович Бевз
Артем Владимирович Молчанов (RU)
Артем Владимирович Молчанов
Кирилл Владимирович Молчанов (RU)
Кирилл Владимирович Молчанов
Владимир Дмитриевич Храмцов (RU)
Владимир Дмитриевич Храмцов
Герман Алексеевич Цой (RU)
Герман Алексеевич Цой
Original Assignee
Государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения"
Закрытое акционерное общество "ГИДРОМАШСЕРВИС"
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 Государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения", Закрытое акционерное общество "ГИДРОМАШСЕРВИС" filed Critical Государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения"
Priority to RU2005122236/02A priority Critical patent/RU2300444C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2300444C2 publication Critical patent/RU2300444C2/ru

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению высокопористых, проницаемых ячеистых материалов. Способ получения высокопористых сплавов включает приготовление суспензии из смеси металлических порошков, состав и процентное содержание компонентов которой соответствуют получаемым сплавам в растворе органического вещества и нанесение суспензии на пористый полимерный материал. Затем проводят удаление органических веществ в восстановительной атмосфере или в вакууме при 150-700°С со скоростью нагрева 100-200 град/сек. Полученную заготовку спекают с выдержкой при 800-1250°С в течение 1-4 часов. Техническим результатом является получение сплава заданного состава с заданными свойствами.

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения высокопористых, проницаемых ячеистых материалов.
Известен шликерный или суспензионный способ получения высокопористых ячеистых металлов и сплавов (В.Н.Анциферов, О.П.Кощеев, В.В.Камелин, В.И.Кичигин. Химические и электрохимические процессы получения высокопористых ячеистых материалов, Москва, "BLUE APPLE", 1999, стр.14-23), включающий подготовку полимерной подложки, в основном из пенополиуретана, к нанесению металлического покрытия, приготовление концентрированной суспензии металлического порошка (шликера), пропитку структурообразующей матрицы суспензией металлического порошка, отжатие избытка шликера, сушку полученной заготовки, удаление полимерной подложки и спекание.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения пористого металла (а.с. №577095, B22F 3/10, 1977), заключающийся в приготовлении суспензии металлического порошка в растворе органического вещества, в частности карбоксиметилцеллюлозы натрия, нанесение суспензии на подложку и последующее спекание полученной заготовки. Недостатком является невозможность получения сплавов заданного состава с оптимальными свойствами, такими как коррозионная стойкость, окалиностойкость, повышенная прочность, низкий коэффициент линейного расширения.
Технической задачей заявляемого технического решения является получение высокопористых, проницаемых ячеистых материалов на металлической основе, имеющих микроструктуру сплавов со специфическими присущими данному сплаву свойствами.
Технический результат достигается тем, что в способе получения высокопористых сплавов, включающем приготовление суспензии металлического порошка в растворе органического вещества, нанесение суспензии на пористый полимерный материал, удаление нагреванием органических веществ, спекание полученной заготовки, суспензию готовят из смеси порошков, состав и процентное содержание компонентов которой соответствуют получаемым сплавам, удаление органических веществ проводят в восстановительной атмосфере или в вакууме при температуре 150-700°С со скоростью нагрева 100-200 град/час, спекание заготовки проводят с выдержкой при температуре 800-1250°С в течение 1-4 часов.
Технический результат достигается за счет того, что для получения сплава с заданным составом и, соответственно, с заданными свойствами при приготовлении суспензии используют порошок не одного металла, а смесь порошков, соответствующую по составу получаемому сплаву.
Термообработка полученной шликерным способом заготовки включает две основные стадии:
- удаление органических составляющих композиции при температурах деструкции органики;
- спекание при температурах Тсп=0,7-0,9Тпл, где Tсп - температура спекания, Тпл - температура плавления спекаемого материала.
Экспериментально выявлены оптимальные температурные режимы обеих стадий: удаления органических веществ - при температуре 150-700°С со скоростью нагрева 100-200 град/час, спекания заготовки - с выдержкой при температуре 800-1250°С в течение 1-4 часов.
Способ осуществляется следующим образом. Приготавливают смесь порошков, по составу соответствующую составу сплава. Далее приготавливают суспензию смеси порошков в растворе клеящего органического вещества; суспензией пропитывают пористый полимерный материал, например пенополиуретан (ППУ), удаляют избыток суспензии, заготовку высушивают. Нагреванием в восстановительной атмосфере или в вакууме термодеструкцией удаляют органические компоненты заготовки и спекают таким образом, чтобы в процессе выдержки при высокой температуре произошло не только спекание частиц друг с другом, но и гомогенизация сплава.
Пример 1. Для получения высокопористого инвара марки Н36 смешивали 36 мас.% порошка никеля и 64% порошка железа с размерами частиц менее 20 мкм. Приготовили водный раствор поливинилового спирта (ЛВС) с его содержанием 5 мас.%. Далее приготовили суспензию смеси порошков с соотношением массы порошка и водного раствора ПВС 100/20. Суспензией пропитали погружением и деформацией открытоячеистый образец ППУ с плотностью 30 кг/м3, далее обжатием в валках удалили из ППУ избыток суспензии до плотности влажной заготовки 300 кг/м3, далее заготовку высушили в токе воздуха. Высушенную заготовку с плотностью 256 кг/м3 для удаления ППУ и ПВС в атмосфере водорода нагревали от 150 до 600°С со скоростью 150 град/час. Далее без контроля скорости нагревали до 1200°С и выдержали 2 часа. После спекания получили высокопористый, проницаемый ячеистый сплав - инвар состава 36,0 мас % никеля 64 мас.% железа с плотностью 440 кг/м3 и пористостью 94,5%. Анализ микроструктуры, рентгенофазовый анализ и измерение коэффициента линейного расширения в интервале температур 20-150°С подтвердили, что полученный высокопористый, проницаемый сплав соответствует инвару.
Пример 2. Для получения высокопористого сплава нихром марки Х20Н80 смешивали 20 мас.% порошка хрома и 80 мас.% порошка никеля со средними размерами частиц менее 15 мкм. Приготовили водный раствор поливинилового спирта (ПВС) с его содержанием 7 мас.%. Далее приготовили суспензию смеси порошков с соотношением массы порошка и водного раствора ПВС 100/25. Суспензией пропитали погружением и деформацией открытоячеистый образец ШТУ с плотностью 28 кг/м3, далее обжатием в валках удалили из ППУ избыток суспензии до плотности влажной заготовки 400 кг/м3. Далее заготовку высушили в токе воздуха. Высушенную заготовку с плотностью 312 кг/м для удаления ППУ и ПВС в атмосфере водорода нагревали от 150 до 700°С со скоростью 150 град/час. Далее без контроля скорости нагревали до 1250°С и выдержали 2 часа. После спекания получили высокопористый, проницаемый ячеистый сплав - нихром состава 20,0 мас % хрома, 80 мас.% никеля, с плотностью 541 кг/м3 и пористостью 93,5%. Анализ микроструктуры, определение параметра решетки и измерение электропроводности подтвердили, что полученный высокопористый, проницаемый открытоячеистый сплав соответствует нихрому.
Пример 3. Для получения высокопористой нержавеющей стали марки Х18Н9 смешивали три порошка: 18 мас.% порошка хрома, 9 мас.% порошка никеля и 73 мас.% порошка железа. Приготовили водный раствор поливинилового спирта (ПВС) с его содержанием 7 мас.%. Далее приготовили суспензию смеси порошков с соотношением массы порошка и водного раствора ПВС 100/18. Суспензией пропитали погружением и деформацией открытоячеистый образец ППУ с плотностью 28 кг/м, далее обжатием в валках удалили из ППУ избыток суспензии до плотности влажной заготовки 200 кг/м3. Далее заготовку высушили в токе воздуха. Высушенную заготовку с плотностью 174 кг/м3 для удаления ППУ и ПВС в атмосфере водорода нагревали от 150 до 600°С со скоростью 150 град/час. Далее без контроля скорости нагревали до 1200°С и выдержали 2 часа. После спекания получили высокопористый, проницаемый ячеистый сплав - нержавеющую сталь состава Х18Н9 (18,0 мас.% хрома, 9,0 мас.% никеля, остальное железо) с плотностью 286 кг/м3 и пористостью 97,0%. Анализ микроструктуры, рентгенофазовый анализ подтвердили, что полученный высокопористый, проницаемый сплав соответствует нержавеющей стали.
Пример 4. Для получения сплава хромаль марки Х23Ю5 (23 мас.% хрома, 5,0 мас.% алюминия, остальное железо) для предотвращения выплавления легкоплавкого алюминия смешивали, в отличие от примеров 1-4, 23 мас.% порошка хрома, 10 мас.% твердого раствора, содержащего 50 мас.% алюминия и 50 мас.% железа, и 67 мас.% порошка железа. Приготовили водный раствор поливинилового спирта (ПВС) с его содержанием 7 мас.%. Далее приготовили суспензию смеси порошков с соотношением массы порошка и водного раствора ПВС 100/20. Суспензией пропитали погружением и деформацией открытоячеистый образец ППУ с плотностью 28 кг/м3, далее обжатием в валках удалили из ППУ избыток суспензии до плотности влажной заготовки 300 кг/м3, далее заготовку высушили в токе воздуха. Высушенную заготовку с плотностью 256 кг/м3 для удаления ППУ и ПВС в атмосфере водорода нагревали от 150 до 600°С со скоростью 150 град/час. Далее без контроля скорости заготовку нагревали до 1250°С и выдержали 2 часа. После спекания получили высокопористый, проницаемый ячеистый сплав - хромаль с плотностью 440 кг/м3 и пористостью 94,5%, состава 23,0 мас % хрома, 5,0 мас.% алюминия, остальное железо. Анализ микроструктуры, определение параметра решетки, измерение электропроводности, определение окалиностойкости подтвердили, что полученный высокопористый, проницаемый сплав соответствует хромалю.
Таким образом, прелагаемое техническое решение позволяет получать высокопористые, проницаемые ячеистые материалы на металлической основе, обладающие присущими данному сплаву специфическими свойствами.

Claims (1)

  1. Способ получения высокопористых сплавов, включающий приготовление суспензии металлического порошка в растворе органического вещества, нанесение суспензии на пористый полимерный материал, удаление нагреванием органических веществ, спекание полученной заготовки, отличающийся тем, что суспензию готовят из смеси порошков, состав и процентное содержание компонентов которой соответствуют получаемым сплавам, удаление органических веществ проводят в восстановительной атмосфере или в вакууме при температуре 150-700°С со скоростью нагрева 100-200 град/с, спекают заготовку с выдержкой при температуре 800-1250°С в течение 1-4 ч.
RU2005122236/02A 2005-07-13 2005-07-13 Способ получения высокопористых сплавов RU2300444C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122236/02A RU2300444C2 (ru) 2005-07-13 2005-07-13 Способ получения высокопористых сплавов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122236/02A RU2300444C2 (ru) 2005-07-13 2005-07-13 Способ получения высокопористых сплавов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2300444C2 true RU2300444C2 (ru) 2007-06-10

Family

ID=38312642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005122236/02A RU2300444C2 (ru) 2005-07-13 2005-07-13 Способ получения высокопористых сплавов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2300444C2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464127C1 (ru) * 2011-03-30 2012-10-20 Владимир Никитович Анциферов Способ получения высокопористого ячеистого материала на основе хромаля
RU2497631C1 (ru) * 2012-07-31 2013-11-10 Герман Алексеевич Цой Способ получения высокопористого ячеистого материала
RU2508962C1 (ru) * 2012-11-29 2014-03-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ получения высокопористого ячеистого материала
RU2555265C2 (ru) * 2013-10-08 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ получения высокопористого ячеистого материала на основе хромаля
RU2609153C2 (ru) * 2015-06-15 2017-01-30 Владимир Никитович Анциферов Способ получения высокопористого ячеистого материала

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464127C1 (ru) * 2011-03-30 2012-10-20 Владимир Никитович Анциферов Способ получения высокопористого ячеистого материала на основе хромаля
RU2497631C1 (ru) * 2012-07-31 2013-11-10 Герман Алексеевич Цой Способ получения высокопористого ячеистого материала
RU2508962C1 (ru) * 2012-11-29 2014-03-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ получения высокопористого ячеистого материала
RU2555265C2 (ru) * 2013-10-08 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ получения высокопористого ячеистого материала на основе хромаля
RU2609153C2 (ru) * 2015-06-15 2017-01-30 Владимир Никитович Анциферов Способ получения высокопористого ячеистого материала

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bafti et al. Production of aluminum foam by spherical carbamide space holder technique-processing parameters
EP1759025B1 (en) method for manufacturing an open porous metallic foam body
Matijasevic et al. Improvement of aluminium foam technology by tailoring of blowing agent
EP2415542B1 (en) Process for producing porous sintered aluminum, and porous sintered aluminum
EP2415543A1 (en) Process for producing porous sintered aluminum, and porous sintered aluminum
KR101642539B1 (ko) 알루미늄 다공질 소결체를 갖는 알루미늄 복합체의 제조 방법
RU2300444C2 (ru) Способ получения высокопористых сплавов
EP1501650B1 (en) Method for producing a porous titanium material article
JP6165499B2 (ja) 多孔質チタン薄膜の製造方法
JP4513520B2 (ja) 圧縮強度に優れたチタン合金スポンジ状焼結体
WO2009090159A1 (de) Leichtgewichtiger grün- und formkörper aus einem keramischen und/oder pulvermetallurgischen material und verfahren zu seiner herstellung
WO2007126118A1 (ja) 木材を原料とするマクロポーラス炭素材料とメソポーラス炭素材料およびその製造方法、ならびにポーラス金属炭素材料とその製造方法
US4559244A (en) Composite refractory foams
Ahmed et al. Correlation between factors controlling preparation of porous copper via sintering technique using experimental design
CN109454231B (zh) 一种铁铝铜合金微孔过滤材料的制备方法
JP4624427B2 (ja) ターボエンジン用タービンブレードおよびその製造方法
EP0157974B1 (en) Composite refractory foams
JP2006273607A (ja) 被膜付き多孔質構造体および被膜付き多孔質構造体の製造方法
KR100395036B1 (ko) 개포형 금속포움 제조방법
EP2045029B1 (en) Fabrication of aluminium foams by the impregnation of polyurethane foam with a slurry comprising aluminium and salt
SU577095A1 (ru) Способ получени пористого металла
GULSOY et al. Ni-90 superalloy foam processed by space-holder technique: microstructural and mechanical characterization
RU2609153C2 (ru) Способ получения высокопористого ячеистого материала
Shargh S The Effect of the Number of Immersion Times in Slurry on the Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Foam Produced by Slurry Casting Method.
JP2018154862A (ja) アルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20110831

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160714