SU1720798A1

SU1720798A1 - Способ изготовлени двухслойных металлических мембран

Info

Publication number: SU1720798A1
Application number: SU894762351A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Михайлович Капцевич; Алла Никитична Сорокина; Вадим Викторович Савич; Леонид Петрович Пилиневич; Александр Евгеньевич Галкин; Сергей Александрович Беденко; Петр Александрович Витязь
Original assignee: Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к области порошковой металлургии, в частности к способу изготовлени двухслойных металлических мембран. Цель - повышение качества мембран за счет повышени равномерности проницаемости и прочности сцеплени рабочего сло с основой. Формуют основу из смеси порошка и удал емого наполнител , нанос т на нее рабочий слой из мелкодисперсного порошка, имеющего одинаковый с порошком основы гранулометрический состав , формуют и спекают, размеща мембрану рабочим слоем вниз. Возможно формование основы и рабочего сло из порошков одинакового химического состава при одинаковом давлении. Возможно также использование в сем х карбонильных порошков , а также нанесение на основу смеси порошка с удал емым наполнителем, размер частиц которого составл ет 0,5-1,0 размера частиц порошка. 4 з.п.ф-лы, 1 табл. С

Description

Изобретение относитс к мембранной технике и технологии и может быть использовано дл изготовлени пористых порошковых мембран из металлических порошков.

Известен способ получени двухслойных металлических мембран, включающий формование и спекание пористой основы и напыление на нее мелкодисперсного порошка . Недостатком способа вл етс низкое качество издели , св занное с копированием рабочим слоем поверхности основы, забиванием пор последней, переменной толщиной рабочего сло , широким диапазоном размеров его пор.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению вл етс способ получени

двухслойных мембран, включающий формование пористой подложки, нанесение на нее сло мелкодисперсного порошка, сушка и спекание.

Недостатком способа вл етс низкое качество издели , св занное с невозможностью обеспечени посто нной толщины рабочего сло , а следовательно, высокой неравномерностью проницаемости по площади; забивание частицами мелкодисперсного порошка пор основы;.мала адгези рабочего сло к основе, так как порошки основы и рабочего сло разного гранулометрического и химического состава.

Цель изобретени - повышение качества мембран путем повышени равномерноXI hO

о

XI Ю 00

сти проницаемости и прочности сцеплени рабочего сло с основой.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известном способе, включающем формование пористой подложки, .нанесение на нее сло мелкодисперсного порошка и спекание , основу формуют из.смеси порошка с удал емым наполнителем, повторно формуют основу с нанесенным рабочим слоем, а спекание провод т с размещением основы выше рабочего сло , причем основу и рабочий слой формуют из порошка одного гранулометрического состава.

Основу и рабочий слой можно формовать из порошка одного химического состава .

Формование основы и рабочего сло можно вести прессованием при одном давлении ,

Можно использовать карбонильные порошки .

Рабочий слой можно также формовать с удал емым наполнителем, размер частиц которого находитс в пределах 0,5-1 размера частиц порошка..

Способ осуществл етс следующим образом .

Из смеси порошка с удал емым наполнителем формуют основу. Количество на- полнител и размеры его частиц определ ютс требовани ми к проницаемости и прочности основы. Формование основы из смеси порошка с наполнителем непосредственно обеспечивает достижение положительного эффекта, так как в этом случае формовка представл ет собой композиционную компактную заготовку с равной поверхностью (без пор, так как они заполнены наполнителем). Поэтому при следующем нанесении сло мелкодисперсного порошка и его формовании, получаетс посто нна толщина рабочего сло и, следовательно , отсутствие разноплотности, широкого разброса пор по размерам в рабочем слое. Кроме того, за счет равноплотности рабочего сло улучшаетс и адгези последнего к частицам основы. Формование основы и рабочего сло из порошка одного гранулометрического состава также вли ет на достижение положительного эффекта, так как улучшаетс адгези и обеспечиваетс посто нна толщина рабочего сло , что св зано с одинаковой в рабочем сло и основе относительной величиной межчастичных контактов, вли ющей как на процессы формовани ,, так и на процессы с.пекани - диффузию, усадку и т.п. После формовани заготовку двухслойной мембраны переворачивают слоем вниз, размещают ее на инертной подложке, помещают в печь и спекают , обеспечива при этом удаление наполнител . Размещение при спекании рабочего с о ниже основы также непосредственным образом вли ет на достижение положительного эффекта, так как обеспечивает ровную поверхность и посто нную толщину рабочего сло и улучшает его адгезию к основе, не преп тству удалению наполнител .

0 Основу и рабочий слой можно формовать из порошков одного химического состава , что. дополнительно- усиливает положительный эффект, так как в процессе спекани уменьшаетс веро тность короб5 лени рабочего сло , а в процессе формовани - переуплотнени последнего в местах контакта с частицами основы.

Формование основы и рабочего сло можно вести прессованием при одном дав0 лении, что также дополнительно усиливает положительный эффект, поскольку при некотором повышении плотности обоих слоев мембраны уменьшаетс в них разнотолщин- ность и повышаетс адгези друг к другу,

5 причем достигаетс это при равном давлении . Если давление прессовани основы либо рабочего сло будет больше другого, то происходит, из-за упругого последействи и других причин, отслаивание рабочего сло

0 от основы, а в р де случаев даже его отделение .

Использование дл получени основы и рабочего сло карбонильных порошков также дополнительно повышает эффект, так

5 как по сравнению с порошками других типов (например, распыленными, электролитическими и т.п.) карбонильные обеспечивают несколько более высокую адгезию слоев, меньшее коробление рабочего

0 сло .

Рабочий слой также можно формовать с удал емым наполнителем размер частиц которого 0,5-1 размера частиц порошка. Это тоже дополнительно усиливает положитель5 . ный эффект, так как приближает услови формовани основы и рабочего сло друг к другу, позвол ет существенно увеличить давление прессовани без потери проницаемости , а, следовательно, резко повысить

0 адгезию слоев и уменьшить разнотолщин- ность в слое. Кроме того, по вл етс в этом случае и дополнительный эффект-выравнивание размеров пор и проницаемости рабочего сло по площади.. .

5 При мер. Из металлических порошков по известному и предлагаемому способам изготавливали мембраны в виде дисков 0100мм, которые контролировали визуально и металлографически, оценива качество издели . Прочность сцеплени слоев определ ли по наличию или отсутствию расслоени при изгибе мембраны традиционным методом, используемым дл биметал/гов.

Технологические особенности, режимы изготовлени и свойства изделий приведе- ны в таблице.

. Дл оценки качества мембраны также определ ли и распределение локальной проницаемости по известной методике.

Как показали эксперименты, по сравне- нию с базовым объектом, предлагаемый способ позвол ет на пор док уменьшить разнотолщинность рабочего сло , в 3-4 раза уменьшить коэффициент вариации локальных расходов, повысить качество издели в целом и в 4-5 раз увеличить прочность сцеплени рабочего сло с основой.

Claims

Формула изобретени 1. Способ изготовлени двухслойных металлических мембран, включающий формование пористой основы, нанесение на нее рабочего сло из мелкодисперсного порошка и спекание, отличающийс тем, что, с целью повышени качества мембран

за счет повышени равномерности проницаемости и прочности сцеплени рабочего сло с основной, основу формуют из смеси порошка и удал емого наполнител , после н несени рабочего сло провод т повторное формование, причем основу и рабочий слой формуют из порошка одного гранулометрического состава, а спекание осуществл етс при размещении рабочего сло снизу
2.Способ поп, 1, отличающийс тем, что основу и рабочий слой формуют из порошков одинакового химического состава .
3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с тем, что формование провод т при одинаковом давлении.
4.Способ по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и й- с тем, что при формовании используют карбонильные порошки.
5.Способ по пп. 1-4, отличающий- с тем, что рабочий слой формуют из смеси порошка с удал емым наполнителем, размер частиц которого составл ет 0,5-1 размера частиц порошка.

Известный

1Формование основы из крупного порошка стали

X18HI5 (0,2-0,3)5 мм), нанесение мелкодис- мереного порошка никел (0,05 мм), спекание

Предлагаемый

Формование основы из.снеси порошка стали Х18Н15 (0,05 мм) с порорбразователем (мочевина), нанесение порошка никел (0,05 мм) i повторное формование, спекание на рабочем слое

Спекание рабочим слЪем вверх

Основа и рабочий слой из порошка никел

(0,05 мм), спекание на рабочем слое

s

Прессование при одном давлении

Основа и рабочий слой из карбонильного никел 0,005 мм.

Формоазние рабочего сло с наполнителем, средний размер частиц наполнител 0,0025 мм

Средний размер частиц наполнител 0,0020 .

Средний размер частиц наполнител Ь,005мн

Средний размер частиц наполнител О,ОСЬ мм

Разнотолщинность рабочего сло 0,5-0,8 мм на длине 50 мм, забивание пор основы , коэффициент вариации локальной проницаемости 5-52%. Низкое качество.

Раэнотолщинность 0,05-0,1 мм на длине 50 мм, коэффициент вариации 11-19. Высокое качество .

Разнотолщинность 0,2-0,5 мм, коэффициент вариации Качество упало

Раэнотолщинность 0,,1 мм, коэффициент вариации 8-15%. Высокое качество.

Раэнотолщинность 0,03-0,08 мм, коэффициент вариаци 7-12%. Высокое качество.

Раэнотолщинность 0,03-0,05 мм, коэффициент вариации 7-10%, Высокое качество.

Разнотолщинность 0,025-0, мм коэффициент вариации 6-8%. Высокое качество,

Раэнотолщинность 0,03-0,05 мн коэффициент вариации 7-10%. Качество не возросло.

Разнотолщинность 0,025-0,01 им, коэффициент вариации 6-7%. Качество высокое.

Разнотолщинность 0,3-0,06 мм, коэффициент вариации 8-11%. Качество не возросло.