(Л
с
4 4
N
IP . Изобретение относитс к nopotuковой металлургии и может быть испо зовано дл получени изделий из rpja нулированных порошков титана. Известен способ спекани порошко титана, заключающийс в их термооб работке при высоких температурах в вакууме или атмосфере инертного газа (аргон и др.) Q . ; Недостатком известного способа вл етс то, что гранулированные порошки , полученные термическим ра пылением металла, имеют на поверхности закаленную, газонасыщенную пассивированную пленку толщиной мкм В св зиС этим даже при температуре 1100 С и остаточном дав лении 10 - 10 мм рт.ст. св зь между частицами порслика затруднена и изделие не имеет достаточной ме-ханической про ности. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ изготовлени пористых спеченных издел в котором спекание порошка титана провод т в атмосефре водорода при температуре и давлении водорода, об печивакхцих увеличение объема nopoiuка на 0,5-16%. Это соответствует насыщению водородом , например, титана от 1,37 до 2,23 мае Д. Спекание порошка осуществл етс в состо нии свободно засыпки в оболочке из материала,не взаимодей :твующего с водородом, с целью уплотнени порошков в оболочке за счет увеличени объема засыпки Н . Недостатками этого способа вл ю с низка прочность изделий, нестабильность пористости изделий и размера пор. Цель изобретени - увеличение прочности изделий и повышение стабильности пористости и размера пор Дл достижени поставленной цели в способе изготовлени пористых спе ченных изделий из титана, включающем спекание порошка, с использованием водорода, спекание провод т в две стадии: сначала в водороде при подаче его в количестве 0,0t0 ,06% от массы спекаемого порошка затем 8 вакууме. Сущность способа заключаетс в той, что водород предлагаетс подавать 8 количестве, достаточном толь ко дл гидрировани поверхностного сло частиц порошка, исход из необходимости разрушени закаленной газонасыщенной пассивированной пленки , с тем чтобы не допустить гидрировани внутренних зон частиц порошка . МеталлографиМеекие исследовани гранулированных титановых порошков показывают, что независимо от диаметра частиц пассивирующа пленка имеет толщину мкм. Масса титана, содержащегос в пленке, составл ет от 170 до 22 г на 1 кг металла при крупности зерен от 100 до 300 мкм. Расчет необходимого количества водорода ведетс исход т из требовани насыщени водородом массы титана , содержащегос в пленке, до 0,3-0,45% по массе, что соответствует количеству водорода 0,04-0,0б от массы спекаемого nopoujKa. Подачу водорода осуществл ют в интервале температур 850-920С, т.е. температур наиболее интенсивного поглощени водорода титаном, после чего ведут дальнейшую термообработку изделий до температуры спекани в вакууме дл эвакуации выдел ющегос водорода. Предлагаемый способ осуществл етс следующим образом. Гранулированные титановые порошки засыпают в формы и уплотн ют, Затем помещают в герметизирующийс контейнер . Контейнер нагревают в вакууме до 850-920°С (температура интенсивного поглощени водорода титаном, подают водород из расчета насыщени поверхностной пленки гранул титана в количестве 0,04-0,0б| от массы порошка и выдерживают 10-20 мин.После окончани выдержки производ т вакуумирование рабочего объема и продолжают процесс спекани , повыша температуру,например, до 1020С при остаточном давлении пор дка; 10 мм рт.ст. В результате спекани по предложенной технологии полученные издели сохран ют заданные размеры пор, пористость и достаточную механическую прочность, так как объем издели не увеличиваетс и заготовки не расстрескиваютс . Количество подаваемого водорода определено расчетно и подтверждено, эксперйтиентально. Провод т экспврименты с ползчей большего и меньшего количества водорода,по сравнению с предлагаемым способом.В первом случае происходит гидрирование внутрен них зон частиц, что затрудн ет эвакуацию водорода в процессе спекани , во втором - снижа-, етс прочность опека.Оптимальное рас четное количество водорода,проверенно экспериментально,составл ет 0,0«-0-,0 от массы спекаемых титановых гранул. П р и и е.р. Сферический порошок сплава ВТ9, полученный распылением в аргоне вращающихс прутков с грану лометрическим составом: 0,+-ьО,3 мм 2 0,3+0,2 мм 12%; 0,20+0,16 мм Зб%; 0,16+0,10 мм 50, засыпан в формы и уплотнен на вибростоле. Указанным гранулометрическим составом сферичЬских порошков задаютс следующие свойства изделий после спекани : По (Ристость 30 и основной диаметр до 50 мкм. Изготовление формы устанавливают в печь. Нагревание ведут до 850 С при непрерывном вакуумировании рабочего объема. Остаточное давление достигает рт.ст. При 850°С перекрывают вакуумную систему и в реактор подают водород в количестве 9л, что соответствует 0,05 % от массы порошка (масса загруженного порошка 1,6 к Нагревание продолжают до 920 С, выдержка при этой температуре 10 мин. После окончани выдержки давле-, ние в реакторе составл ет 410 мм рт.ст.,т-е. весь водород поглощен. Затем нагревание продолжают до с вакуумированием рабочего объема. Выдержка при 1020 -Зм Остаточное давление 1 10 мм рт. ст. (нелогичным образом приведено спе кание порошка при подаче водорода в количествеО.ОЗ; 0,04; О,Об; 0,08% от массы порошка; Дл сравнени провод т спекание титанового порошка в оболочках по из вестному способу. Результаты испытаний полученных спечеченных дисков толщиной 5 мм и даиметром 50 мм по 10 образцам по каждому варианту приведены в таблице Издели , спеченные по .лредлагаемо му способу, имеют пористость и осно ной диаметр пор более стабильные и близкие по значению к заданным, в то врем как по известному способу эти показатели значительно превышают заданные и нестабильны. Технически эффект от использовани предлагаемого способа в сравнении с прототипом заключаетс в возможности получить фильтры с заданными пористостью и размером пор; в повышении механической прочности фильтров в 10 раз, в результате чего отпадает необходимость использовани дл них оболочек или контейнеров, а также в возможности получени крупногаба- , ритных фильтрующих элементов удовлетворительной прочности. Технические и экономические преимущества от использовани предлагаемого способа в сравнении с базовым, в качестве которого выбран способ изготовлени трубчатых крупногабаритных фильтрующих элементов (диаметр до 120 мм, длина до 600 мм) методом гидростатического прессовани титановых порошков с дендритной или осколочной формой часТиц, обуславливаютс исключением процесса прессовани . За счет снижени трудозатрат, исключени дорогосто щего прессин- . струмента и экономии электроэнергии экономический эффет составит около 2 тыс.руб. на 1 т продукции. Использование предлагаемого, способа позвол ет получать крупногабаритные трубчатые, фильтрующие элементы из сферических порошков титана на соответствующем образовании при температурах спекани , не превышающих 1060°С. Применение сферических порошков, дл изготовлени крупногабаритных титановых фильтрующих элементов позвол ет при прочих равных услови х получать издели удовлетворительной прочности с проницаемостью в 6-10 раз выше, чем у традиционных изготовленных из несферических порошков . Использование фильтрующих элементов из сферических порошков увеличит их срок службы в 3- раза за счет снижени забиваемости в процессе эксплуатации.