UA24733U

UA24733U - Method of obtaining dispersed alloy

Info

Publication number: UA24733U
Application number: UAU200702793U
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Ivanovych Kravchenko; Oleksandr Mykhailovych Bovda
Original assignee: Nat Scient Ct Kharkiv Physical
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2007-07-10

Abstract

The method of obtaining the dispersed alloy relates to powder metallurgy of rapidly tempered alloys and can be used for obtaining the dispersed alloys from the components, which strongly differ in theproperties.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Спосіб відноситься до порошкової металургії швидкозагартованих сплавів і найбільше ефективно може бути 2 використаний для одержання диспергованих сплавів із компонентів, що сильно відрізняються по властивостях, насамперед - воднеакумулюючих сплавів типу Мо-Мі як матеріалів водневої енергетики.The method refers to the powder metallurgy of quick-hardening alloys and can be most effectively used to obtain dispersed alloys from components that differ greatly in properties, primarily - water-accumulating alloys of the Mo-Mi type as materials for hydrogen energy.

Одним з основних методів одержання металевих порошків є метод кристалізації розплаву віддентровим розбризкуванням, у якому розплав диспергується в частки товщиною менш Б5Омкм із наступним швидким охолодженням (зі швидкістю загартування 109К/с і більше) на швидкообертовому кристалізаторі. то Відомий спосіб одержання диспергованого сплаву |Порошковая металлургия и напьіленнье покрьтия:One of the main methods of obtaining metal powders is the method of melt crystallization by dendritic spraying, in which the melt is dispersed into particles with a thickness of less than B5μm, followed by rapid cooling (with a hardening rate of 109K/s and more) on a high-speed crystallizer. The known method of obtaining a dispersed alloy | Powder metallurgy and powder coating:

Учебник для вузов. В.Н. Анциферов, Г.В. Бобров, Л.К. Дружинин и др. - М.: Металлургия, 1987, с.34, рис.1За) 11. Відповідно до способу вихідний матеріал у вигляді вертикально розташованого стрижня, що містить компоненти сплаву, швидко обертають і верхній торець його оплавляють, наприклад, електричною дугою.Textbook for universities. V.N. Antsiferov, G.V. Bobrov, L.K. Druzhinin et al. - M.: Metallurgy, 1987, p. 34, fig. 1Za) 11. According to the method, the source material in the form of a vertically located rod containing alloy components is quickly rotated and its upper end is melted, for example, by an electric arc .

Розбризканий віддентровою силою розплав у вигляді дрібних крапель попадає на кристалізатор, що оточує т стрижень і має вигляд циліндричного або конусного стакана.The melt, sprayed by the force of the denter, in the form of small drops falls on the crystallizer, which surrounds the rod and has the form of a cylindrical or conical glass.

Відомий також спосіб одержання диспергованого сплаву, у якому вихідний матеріал, що містить компоненти сплаву, плавлять в окремій ємності й зливають у швидкообертовий розбризкувач, з якого розплав розприскується відцдентровою силою на кристалізатор, що оточує розбризкувач |Порошковая металлургия и напьіленньсе покрьїтия: Учебник для вузов. В.Н. Анциферов, Г.В. Бобров, Л.К. Дружинин и др. - М.: Металлургия, 720 1987, с.34, рис. 136; с.39, рис.19), (21.There is also a known method of obtaining a dispersed alloy, in which the source material containing the alloy components is melted in a separate container and poured into a high-speed sprinkler, from which the melt is sprayed by centripetal force onto the crystallizer surrounding the sprinkler. V.N. Antsiferov, G.V. Bobrov, L.K. Druzhinin and others - M.: Metallurgy, 720 1987, p. 34, fig. 136; p. 39, fig. 19), (21.

Недоліком способів, заснованих на розбризкуванні розплаву, є обмежена дисперсність одержуваного порошку, обумовлена розміром крапель, що розприскуються: існує мінімальний об'єм крапель, що розприскуються, обумовлений, серед іншого, силою поверхневого натягу й в'язкістю рідини. Іншим недоліком цих способів, заснованих на розбризкуванні, є обмеженість його застосування: спосіб не дозволяє одержувати 29 швидкозагартовані сплави із компонентів, що сильно відрізняються по летючості. Так, при одній і тій же шщ температурі, швидкість випару Мо перевищує швидкість випару Мі більш ніж в 10 тисяч разів. У випадку великої різниці тиску пари компонентів у розплаві готування розплаву для наступного зливу його на кристалізатор є проблематичним.The disadvantage of the methods based on the spraying of the melt is the limited dispersibility of the resulting powder, due to the size of the sprayed droplets: there is a minimum volume of the sprayed droplets, which is determined, among other things, by the force of surface tension and the viscosity of the liquid. Another disadvantage of these methods based on sputtering is the limitation of its application: the method does not allow obtaining 29 rapidly hardened alloys from components that differ greatly in volatility. Thus, at the same temperature, the rate of evaporation of Mo exceeds the rate of evaporation of Mi by more than 10 thousand times. In the case of a large difference in the vapor pressure of the components in the melt, the preparation of the melt for the next pouring into the crystallizer is problematic.

Відомий спосіб одержання диспергованого сплаву, обраний як прототип |Металлические стекла. /Под ред. оA known method of obtaining a dispersed alloy, chosen as a prototype |Metallic glasses. / Ed. at

Дж. Дж. Гилмана й Х. Дж. Лими - М.: Металлургия, 1984, с.41, рис.2.1| ІЗ). Спосіб полягає в тім, що со компоненти плавлять у тиглі. Розплав подають через сопло в тиглі на швидкообертовий кристалізатор у вигляді диска або барабана, на якому він швидко кристалізується, набуваючи вигляд тонких лусочок або стрічок. -J. J. Gilman and H. J. Lima - M.: Metallurgy, 1984, p. 41, fig. 2.1| FROM). The method consists in melting all the components in a crucible. The melt is fed through a nozzle in a crucible to a fast-rotating crystallizer in the form of a disk or drum, on which it quickly crystallizes, taking on the appearance of thin scales or ribbons. -

Спосіб дозволяє досягти більш високу дисперсність і швидкість загартування одержуваного матеріалу. чІThe method allows to achieve a higher dispersion and rate of hardening of the obtained material. ch.i

Недоліком цього способу, також як і способів, заснованих на розбризкуванні, є обмеженість його застосування. Спосіб не дозволяє одержувати швидко-загартовані сплави із компонентів, що сильно см відрізняються по летючості.The disadvantage of this method, as well as methods based on spraying, is the limitation of its application. The method does not allow obtaining fast-hardening alloys from components that differ greatly in volatility.

В основу корисної моделі поставлене завдання - створити такий спосіб одержання диспергованого сплаву, що у порівнянні зі способом, обраним як прототип, дозволяв отримувати диспергований сплав із компонентів, що « дю сильно відрізняються по летючості. -оThe task set as the basis of a useful model is to create such a method of obtaining a dispersed alloy that, in comparison with the method chosen as a prototype, made it possible to obtain a dispersed alloy from components that differ greatly in terms of volatility. -at

Поставлене завдання досягається тим, що в способі одержання диспергованого сплаву компоненти плавлять с і подають на обертовий кристалізатор. Згідно з корисною моделлю компоненти плавлять роздільно й змішують :з» на кристалізаторі.The task is achieved by the fact that in the method of obtaining a dispersed alloy, the components are melted and fed to a rotating crystallizer. According to a useful model, the components are melted separately and mixed together in a crystallizer.

Роздільне плавлення компонентів сплаву дозволяє створювати умови, при яких компоненти мають приблизно рівні швидкості випару. При наступному роздільному зливі розплавлених компонентів на юю 395 кристалізатор і змішуванні їх на кристалізаторі відбувається швидка сплавка компонентів і швидка кристалізація сплаву без помітних втрат легколіткого компонента. Все це в цілому забезпечує МожливістьSeparate melting of alloy components allows to create conditions under which the components have approximately equal evaporation rates. During the subsequent separate pouring of the molten components onto the 395 crystallizer and their mixing on the crystallizer, rapid fusion of the components and rapid crystallization of the alloy occurs without noticeable loss of the volatile component. All this in general provides the Opportunity

Її одержання диспергованого сплаву із компонентами, що сильно відрізняються по летючості. -1 На кресленні показана схема пристрою для здійснення пропонованого способу методом зливу через сопла стосовно до двохкомпонентного сплаву. (95) 50 Пристрій розміщено у камері 1, розділеної на секції А, В і С. Пристрій має тигель 2 із соплом З і со нагрівачем 4 і тигель 5 із соплом 6 і нагрівачем 7, а також кристалізатор у вигляді барабана 8.Its production of a dispersed alloy with components that differ greatly in volatility. -1 The drawing shows the scheme of the device for implementing the proposed method by the method of draining through nozzles in relation to a two-component alloy. (95) 50 The device is placed in the chamber 1, divided into sections A, B and C. The device has a crucible 2 with a nozzle C and a heater 4 and a crucible 5 with a nozzle 6 and a heater 7, as well as a crystallizer in the form of a drum 8.

Пропонований спосіб здійснюють у цьому пристрої в такий спосіб. Вихідні компоненти сплаву поміщають роздільно в тигель 2 і тигель 5. Секції А, В і С камери 1 вакуумують, після чого в секції А і В камери 1 подають інертний газ. Тигель 2 із соплом З нагрівається нагрівачем 4, а тигель 5 із соплом 6 нагрівають 59 нагрівачем 7 до розплавлювання поміщених у тиглі матеріалів, після чого задають обертання барабану 8. с Розплави зливають тонкими струменями з тиглів 2 і 5 через сопла З і 6 відповідно. Сопла З і 6 спрямовані так, що струмені 9 і 10 розплавів з них змішуються на поверхні барабана 8, де суміш компонентів швидко кристалізується в тонкому шарі. Швидкості подачі компонентів регулюють вибором діаметрів сопів З і б, й також тиском інертного газу в секціях А і В камери 1. бо Як показали модельні експерименти, у яких як компоненти сплаву використовувалися магній і нікель, пропонований спосіб дозволяє одержувати швидкозагартований диспергований сплав Мо-Мі у вигляді порошку з характерним розміром менш 40мкм (при швидкості обертання кристалізатора 8000об/мін., діаметрах сопів мм і тиску аргону над розплавом 0,5...1атм). Розплавлювання компонентів здійснювалося при істотно різних температурах: магнію - при температурі трохи вище температури плавлення 6512С, а нікелю - при температурі 65 14532, при яких компоненти мають приблизно рівні тиски парів (порядку 1мм рт.ст.).The proposed method is carried out in this device in the following way. The initial components of the alloy are placed separately in crucible 2 and crucible 5. Sections A, B and C of chamber 1 are evacuated, after which inert gas is supplied to sections A and B of chamber 1. Crucible 2 with nozzle C is heated by heater 4, and crucible 5 with nozzle 6 is heated 59 by heater 7 to melt the materials placed in the crucible, after which rotation of drum 8 is set. c Melts are poured in thin jets from crucibles 2 and 5 through nozzles C and 6, respectively. Nozzles C and 6 are directed so that jets 9 and 10 of the melts from them are mixed on the surface of the drum 8, where the mixture of components quickly crystallizes in a thin layer. The supply speeds of the components are regulated by the selection of the diameters of nozzles Z and b, as well as the pressure of the inert gas in sections A and B of chamber 1. Because as shown by model experiments in which magnesium and nickel were used as alloy components, the proposed method makes it possible to obtain a rapidly hardened dispersed Mo-Mi alloy in the form of a powder with a characteristic size of less than 40 μm (at a speed of rotation of the crystallizer of 8000 rpm, nozzle diameters of mm and argon pressure above the melt of 0.5...1 atm). Melting of the components was carried out at significantly different temperatures: magnesium - at a temperature slightly above the melting temperature of 6512С, and nickel - at a temperature of 65 14532, at which the components have approximately equal vapor pressures (about 1 mm Hg).

Claims

The formula of the invention The method of obtaining a dispersed alloy, which includes melting the components of the alloy and submitting them to a rotating crystallizer, which is characterized by the fact that the components are melted separately and mixed on the crystallizer. - (ze) (ze) cha « s -

with . and? ime) sh» -I o) 70 syu» s 60 b5