RU2493934C1 - Method of producing refractory highly porous permeable alloys - Google Patents
Method of producing refractory highly porous permeable alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2493934C1 RU2493934C1 RU2012134823/02A RU2012134823A RU2493934C1 RU 2493934 C1 RU2493934 C1 RU 2493934C1 RU 2012134823/02 A RU2012134823/02 A RU 2012134823/02A RU 2012134823 A RU2012134823 A RU 2012134823A RU 2493934 C1 RU2493934 C1 RU 2493934C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- highly porous
- polymer binder
- reducing
- sintering
- drying
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к способам получения жаростойких высокопористых проницаемых ячеистых сплавов, и может быть использовано для получения блочных высокотемпературных носителей катализаторов, высокотемпературных фильтров газов и расплавов.The claimed invention relates to powder metallurgy, in particular, to methods for producing heat-resistant high-porous permeable cellular alloys, and can be used to obtain block high-temperature catalyst supports, high-temperature gas filters and melts.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ, включающий обработку поверхности заготовки пеноникеля с размерами 300×150×1,9 мм в 1% растворе поливинилпироллидона с последующей присыпкой порошком лигатуры в вибрирующем устройстве, при этом состав лигатуры «Inconel 625» содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: хром - 22,4; молибден - 10; железо - 4,8; кобальт - 0,3; ниобий - 3,8; углерод - 0,1; никель - 58,6. Далее заготовка обрабатывается суспензией амидного воска (этиленамидстеариновой кислоты) со средним размером гранул 30 мкм в количестве 2% от массы заготовки, причем температура плавления амидного воска составляет 140-145°C. Затем заготовку высушивают и спекают при температуре 1220-1250°C в восстановительной или инертной атмосфере (см. патент US 2008/0148940 «Method for fabricating an open-porous metal foam body, metal foam body», дата подачи 22.08.2007 г., дата публикации 26.06.2008 г.).The closest technical solution to the claimed invention is a method comprising treating the surface of a foam nickel blank with dimensions 300 × 150 × 1.9 mm in 1% solution of polyvinylpyrrolidone followed by dusting with ligature powder in a vibrating device, while the composition of the ligature "Inconel 625" contains the ingredients the following ratio, wt.%: chromium - 22.4; molybdenum - 10; iron - 4.8; cobalt - 0.3; niobium - 3.8; carbon - 0.1; nickel - 58.6. Next, the preform is treated with a suspension of amide wax (ethyleneamide stearic acid) with an average granule size of 30 μm in an amount of 2% by weight of the preform, and the melting point of the amide wax is 140-145 ° C. Then the preform is dried and sintered at a temperature of 1220-1250 ° C in a reducing or inert atmosphere (see patent US 2008/0148940 "Method for fabricating an open-porous metal foam body, metal foam body", filing date 08/22/2007, publication date June 26, 2008).
Недостатками данного способа являются высокая трудоемкость процесса, невозможность использования заготовок пеноникеля со сложной геометрией, а также применение при осуществлении способа многокомпонентного состава лигатуры.The disadvantages of this method are the high complexity of the process, the inability to use foam nickel blanks with complex geometry, as well as the use of the multi-component composition of the ligature in the implementation of the method.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение является возможность осуществления способа с использованием заготовок со сложной геометрией, упрощение применяемого состава лигатуры, сокращение трудоемкости процесса и получение высокопористого, проницаемого ячеистого сплава, имеющего повышенную жаростойкость, пригодного для эксплуатации в окислительной атмосфере при температурах до 700-1000°C.The technical result to which the claimed invention is directed is the possibility of implementing a method using workpieces with complex geometry, simplifying the composition of the ligature, reducing the complexity of the process and obtaining a highly porous, permeable cellular alloy having increased heat resistance, suitable for use in an oxidizing atmosphere at temperatures up to 700 -1000 ° C.
Указанный технический результат достигается тем, что способ получения жаростойкого высокопористого проницаемого сплава, включающий обработку поверхности заготовки композицией полимерного связующего и лигатуры, сушку и спекание при 1220-1250°C в восстановительной или инертной атмосфере, согласно изобретению в качестве материала для заготовки используют сплав высокопористого никеля сетчато-ячеистой структуры с открытой пористостью или ферроникеля, обработку поверхности осуществляют безвоздушным распылением под давлением, при этом используют композицию полимерного связующего на основе 20%-ного раствора коллоксилина в уайт-спирите и лигатуры, содержащей компоненты при следующем соотношении, мас.%: хром - 50-52; алюминий - 18-20; железо - 25-28, сушку и спекание проводят в герметичном контейнере, который затем охлаждают в среде восстановительного или инертного газа.The specified technical result is achieved in that a method for producing a heat-resistant highly porous permeable alloy, comprising treating the surface of the workpiece with a polymer binder and ligature composition, drying and sintering at 1220-1250 ° C in a reducing or inert atmosphere, according to the invention, an alloy of highly porous nickel is used as a material for the workpiece mesh-cellular structure with open porosity or ferronickel, surface treatment is carried out by airless spraying under pressure, while lzuyut polymeric binder composition based on 20% collodion solution in mineral spirits and ligatures containing the following ratio of components, wt%: chromium - 50-52;. aluminum - 18-20; iron - 25-28, drying and sintering is carried out in an airtight container, which is then cooled in a reducing or inert gas.
Вязкость полимерного связующего составляет не более 40-60 сек.The viscosity of the polymer binder is not more than 40-60 seconds.
Для обработки поверхности используют 45-60 мас.% лигатуры, полимерное связующее - остальное.45-60 wt.% Ligatures are used for surface treatment, the rest is the polymer binder.
Средний размер зерна порошка лигатуры составляет 25 мкм.The average grain size of the ligature powder is 25 μm.
Открытая пористость материала образца составляет 85-96%.The open porosity of the sample material is 85-96%.
Сушку в токе восстановительного или инертного газа проводят преимущественно при температуре 1250-1260°C в течение 6 часов.Drying in a stream of reducing or inert gas is carried out mainly at a temperature of 1250-1260 ° C for 6 hours.
Обработку поверхности заготовки проводят при давлении не более 100 бар.The surface treatment of the workpiece is carried out at a pressure of not more than 100 bar.
Для осуществления способа используют заготовки различных размеров, форм и числом пор на дюйм (PPI).To implement the method, preforms of various sizes, shapes and pores per inch (PPI) are used.
Время полного производственного цикла составляет 18 часов.The full production cycle is 18 hours.
Данный способ позволяет нанести заданное количество полимерной композиции с легирующим компонентом на поверхность заготовки с равномерным распределением по всей поверхности.This method allows you to apply a given amount of the polymer composition with an alloying component on the surface of the workpiece with a uniform distribution over the entire surface.
Помимо этого данный способ существенно сокращает технологический процесс, так как не требует предварительной обработки заготовки клеящим составом, удаления избытков клеящего состава, а также вибрационной присыпки и обработки амидным воском.In addition, this method significantly reduces the process, since it does not require pre-treatment of the workpiece with an adhesive composition, removal of excess adhesive composition, as well as vibration powder and treatment with amide wax.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «новизна».Technical solutions that coincide with the totality of the essential features of the claimed invention have not been identified, which allows us to conclude that the claimed invention meets such a patentability condition as “novelty”.
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».The claimed essential features that predetermine the receipt of the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the claimed invention meets such a patentability condition as "inventive step".
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.The patentability condition "industrial applicability" is confirmed by the example of a specific implementation.
Осуществление заявляемого способа получения жаростойкого высокопористого проницаемого сплава подтверждается примерами конкретного выполнения.The implementation of the proposed method for producing heat-resistant highly porous permeable alloy is confirmed by examples of specific performance.
Пример 1.Example 1
Для осуществления способа получения высокопористого жаростойкого сплава использовали заготовку высокопористого проницаемого никеля (образец №1) со средним диаметром ячеек 2,1 мм, плотностью 0,63 г/см3, PPI 30 и габаритами 500×500×10 мм. Приготовленный 20%-ный раствор коллоксилина и лигатуру в количестве 55% мас. помещали в емкость, снабженную миксером, подавали в систему безвоздушного напыления фирмы GRACO, и под давлением 100 бар наносили на заготовку. Масса наносимой композиции составила 24-26 мас.%. Далее заготовку высушивали при температуре 25°C в течение 20 минут и укладывали в контейнер, который герметизировали и перемещали в муфельную печь. Затем подавали ток восстановительного или инертного газа, увеличивая температуру до 1250-1260°C, и спекали в течении 6 часов. После окончания операции спекания контейнер медленно охлаждали в среде восстановительного или инертного газа, а затем из него извлекали заготовку.To implement the method of producing a highly porous heat-resistant alloy, a highly porous permeable nickel blank (sample No. 1) with an average cell diameter of 2.1 mm, a density of 0.63 g / cm 3 , PPI 30 and dimensions of 500 × 500 × 10 mm was used. Prepared 20% solution of colloxylin and ligature in an amount of 55% wt. placed in a container equipped with a mixer, fed into a GRACO airless spraying system, and applied to a workpiece under a pressure of 100 bar. The weight of the applied composition was 24-26 wt.%. Next, the preform was dried at a temperature of 25 ° C for 20 minutes and placed in a container, which was sealed and transferred to a muffle furnace. Then, a reducing or inert gas current was supplied, increasing the temperature to 1250-1260 ° C, and sintered for 6 hours. After the end of the sintering operation, the container was slowly cooled in a reducing or inert gas medium, and then a preform was removed from it.
Пример 2.Example 2
Способ получения жаростойкого высокопористого проницаемого сплава был осуществлен с применением заготовки, в качестве материала для которой использовали материал ВПЯМ на основе ферроникеля (образец №2) в форме пластины размером 450×500×10, плотностью 0,7 г/см3, диаметром ячейки 1,9 мм и PPI 30.A method of obtaining a heat-resistant highly porous permeable alloy was carried out using a workpiece, for which the material was used VPNM based on ferronickel (sample No. 2) in the form of a plate with a size of 450 × 500 × 10, density 0.7 g / cm 3 , cell diameter 1 9 mm and PPI 30.
Пример 3.Example 3
При проведении способа использовали в качестве заготовки высокопористый сетчато-ячеистый материал на основе никеля (образец №3) в форме конуса с диаметром основания 150 мм и высотой 350 мм, плотностью 0,65 г/см3, диаметром ячейки 2,1 мм и PPI 20.When carrying out the method, a highly porous mesh-based nickel-based mesh material (sample No. 3) in the form of a cone with a base diameter of 150 mm and a height of 350 mm, a density of 0.65 g / cm 3 , a cell diameter of 2.1 mm and PPI was used as a preform twenty.
Пример 4.Example 4
В качестве заготовки использовали ВПЯМ на основе ферроникеля (образец №4) в форме полого цилиндра диаметром 50 мм, длиной 145 мм, толщиной стенки 5 мм, плотностью 0,7 г/см3, диаметром ячейки 1,9 мм и PPI 50.As a blank, we used VPNM based on ferronickel (sample No. 4) in the form of a hollow cylinder with a diameter of 50 mm, a length of 145 mm, a wall thickness of 5 mm, a density of 0.7 g / cm 3 , a cell diameter of 1.9 mm, and PPI 50.
Пример 5.Example 5
В качестве заготовки использовали ВПЯМ на основе никеля в форме усеченного конуса с диаметром основания 100 мм, верхним *-+---------- диаметром 30 мм и высотой 210 мм, плотностью 0,38 г/см3, диаметром ячейки 0,8 мм и PPI100.As a preform, we used HPMP based on nickel in the form of a truncated cone with a base diameter of 100 mm, an upper * - + ---------- with a diameter of 30 mm and a height of 210 mm, a density of 0.38 g / cm 3 , and a diameter 0.8 mm cells and PPI100.
Для исследования преимуществ сплава, полученного заявляемым способом, были проведены следующие исследования.To study the advantages of the alloy obtained by the claimed method, the following studies were conducted.
У заявляемых образцов под №№1-5 и контрольных образцов под №№6, 7, выполненных из пеноникеля и ферроникеля соответственно, с помощью цифрового миллиомметра {GOM-802} было измерено электрическое сопротивление и рассчитано удельное сопротивление.The inventive samples under No. 1-5 and control samples No. 6, 7, made of foam nickel and ferronickel, respectively, using a digital milliometer {GOM-802}, the electrical resistance was measured and the resistivity was calculated.
Затем взятые от образцов №№1-5 пробы нагревали на термоанализаторе марки STA 449C Jupiter фирмы NENZSCH до температуры 1250°C. По термограммам были определены значения температур начала активного окисления изготовленных заявляемым способомсплавов и контрольных образцов, выполненных из никеля и ферроникеля.Then, samples taken from samples Nos. 1–5 were heated on a NENZSCH STA 449C Jupiter thermal analyzer to a temperature of 1250 ° C. Thermograms were used to determine the temperatures of the onset of active oxidation of alloys made by the claimed method and control samples made of nickel and ferronickel.
Полученные результаты представлены в Таблице 1.The results obtained are presented in Table 1.
Как следует из Таблицы 1, удельное электрическое сопротивление матрицы у образцов №№1-5 выше, чем у контрольных образцов №№6 и 7, выполненных из никеля и ферроникеля соответственно. Кроме того, значения температур начала активного окисления у образцов, полученных заявляемым способом, также выше. Из сопоставительного анализа удельных сопротивлений и температур начала быстрого окисления образцов №№1-5 видно, что насыщение матрицы высокопористого проницаемого никеля и ферроникеля с нанесенным порошком лигатуры предлагаемого состава прошло в достаточной степени.As follows from Table 1, the electrical resistivity of the matrix for samples No. 1-5 is higher than for control samples No. 6 and 7 made of nickel and ferronickel, respectively. In addition, the temperature of the onset of active oxidation in samples obtained by the claimed method is also higher. From a comparative analysis of the resistivities and temperatures of the onset of rapid oxidation of samples No. 1-5, it is seen that the saturation of the matrix of highly porous permeable nickel and ferronickel coated with ligature powder of the proposed composition has passed to a sufficient degree.
Кроме того, для подтверждения промышленной применимости заявленного способа в промышленных масштабах, была изготовлена опытная партия высокопористого жаростойкого сплава на основе никеля.In addition, to confirm the industrial applicability of the claimed method on an industrial scale, a pilot batch of a highly porous heat-resistant nickel-based alloy was manufactured.
Пример 8.Example 8
Была повторена методика проведения примера 1, за исключением того, что в качестве заготовки использовали ВПЯМ на основе никеля (образец №8) в форме пластины размером 500×500×10, плотностью 0,63 г/см3, диаметром ячейки 2,1 мм и PPI 30 в количестве 40 шт. (100 л).The methodology of Example 1 was repeated, except that nickel-based HPLM (sample No. 8) in the form of a plate 500 × 500 × 10 in size, with a density of 0.63 g / cm 3 , and a cell diameter of 2.1 mm was used as a blank. and PPI 30 in an amount of 40 pcs. (100 l).
Из полученных по примеру 8 образцов, произвольно отбирали партию в количестве 5 штук и проводили определение основных показателей качества. Полученные результаты представлены в Таблице 2.From 8 samples obtained according to example 8, a batch of 5 pieces was randomly selected and the main quality indicators were determined. The results obtained are presented in Table 2.
Заявляемое изобретение позволяет получить высокоэффективный жаростойкий высокопористый проницаемый сплав, по своим показателям превышающий известные решения.The claimed invention allows to obtain a highly efficient heat-resistant highly porous permeable alloy, in terms of performance exceeding the known solutions.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134823/02A RU2493934C1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Method of producing refractory highly porous permeable alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134823/02A RU2493934C1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Method of producing refractory highly porous permeable alloys |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2493934C1 true RU2493934C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49253959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012134823/02A RU2493934C1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Method of producing refractory highly porous permeable alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2493934C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759860C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-11-18 | Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа | Method for obtaining highly porous cellular material |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1762474A1 (en) * | 1990-09-21 | 1995-10-20 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии | Method of obtaining articles of the high-porous cellular material |
EP1785183A2 (en) * | 1998-08-24 | 2007-05-16 | Pall Corporation | Porous structures and method and apparatus for forming porous structures |
RU2311470C2 (en) * | 2006-01-10 | 2007-11-27 | Департамент промышленности и науки Пермской области | Method of production of high-porous nickel and its alloys |
US20080148940A1 (en) * | 2005-02-28 | 2008-06-26 | Cvrd Inco Limited | Method For Fabricating an Open-Porous Metal Foam Body, Metal Foam Body Fabricated This Way as Well as Its Applications |
US20120141670A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-06-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Open-porous metal foam body and a method for fabricating the same |
-
2012
- 2012-08-13 RU RU2012134823/02A patent/RU2493934C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1762474A1 (en) * | 1990-09-21 | 1995-10-20 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии | Method of obtaining articles of the high-porous cellular material |
EP1785183A2 (en) * | 1998-08-24 | 2007-05-16 | Pall Corporation | Porous structures and method and apparatus for forming porous structures |
US20080148940A1 (en) * | 2005-02-28 | 2008-06-26 | Cvrd Inco Limited | Method For Fabricating an Open-Porous Metal Foam Body, Metal Foam Body Fabricated This Way as Well as Its Applications |
RU2311470C2 (en) * | 2006-01-10 | 2007-11-27 | Департамент промышленности и науки Пермской области | Method of production of high-porous nickel and its alloys |
US20120141670A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-06-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Open-porous metal foam body and a method for fabricating the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759860C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-11-18 | Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа | Method for obtaining highly porous cellular material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060099103A1 (en) | Metal powder injection molding material and metal powder injection molding method | |
RU2490238C1 (en) | Method of manufacturing products from composite materials and device for its realisation | |
Dudina et al. | Structural and mechanical characterization of porous iron aluminide FeAl obtained by pressureless Spark Plasma Sintering | |
RU2394112C2 (en) | Procedure for production of porous titanium nickelide | |
RU2310548C1 (en) | Method for producing porous materials on base of titanium nickelide | |
RU2493934C1 (en) | Method of producing refractory highly porous permeable alloys | |
CN108610055A (en) | A kind of method that low-temp liquid-phase sintering prepares compact silicon nitride ceramics | |
KR101454797B1 (en) | method of manufacturing powder injection structure | |
RU2630740C1 (en) | Method for preparing alloy billets based on tini intermetallide | |
RU2733524C1 (en) | Method of producing ceramic-metal composite materials | |
CN101981221B (en) | Process for production of massive mixture of aluminum nitride and aluminum | |
JP2015514657A (en) | Ceramic material for radome, radome and manufacturing method thereof | |
CN109694254A (en) | A method of compact silicon nitride ceramics are prepared using single sintering aid is normal pressure-sintered | |
RU2540674C2 (en) | Method of making articles from silicon nitride | |
Cias | A novel method of sintering hybrid steels in an improved semiclosed container system | |
JPH10253259A (en) | Material of roller for roller hearth furnace and manufacture thereof | |
WO2019188480A1 (en) | Porous titanium-based sintered compact, method for manufacturing same, and electrode | |
RU2414329C1 (en) | Method of producing sintered porous tungsten-based articles | |
RU2623566C1 (en) | Method of manufacture of sintered porous products from tungsten-based pseudoalloy | |
CN106392064B (en) | Improve the method for high manganese copper-manganese damping alloy sintering character with nickel oxalate | |
RU2588979C1 (en) | Method of producing high-density powder chromium containing material based on iron | |
Tian et al. | Fabrication of Cu-Al2O3 composites by simplified internal oxidation process | |
CN110156446A (en) | The production method of ceramic mold for casting hollow turbo blade | |
JP6559925B1 (en) | Porous titanium-based sintered body, method for producing the same, and electrode | |
RU2494836C1 (en) | Method of producing iron-based phosphorus-bearing powder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |