Способ получения дисперсно-упрочненного материала

Союз Советскмх

Соцналнстнческмх

Рестгубпик

ОП ИСАНИЕ

H3O6PETE H NQ

„,7О44З9

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 02.02.78 (21) 2446251l22-02 (51) М. Кл.

В 22 F 1/04 (23) Приоритет— (32)—

Гвсудврствеииый комитет

СССР вв делам изебрвтвиий и открытий (31)— (33)—

Опубликовано 15.12.79. Бюллетень № 46 (53) УДК.621.762. .3 (088.8) Дата опубликования описания 25.12.79

Иностранец

Сенфорд Бараноу (США) (72) Автор изобретеиня

Иностранная фирма

«Спешиал Металз корпорейшн» (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНОУГ1РОЧНЕННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к порошковой металлургии в частности к способам получения дисперсноупрочненного материала.

Известен способ получения дисперсноупрочненного материала, включающий смешивание металлического порошка, выбранного из группы, содержащей никель, кобальт и их сплавы, с порошком тугоплавкого окисла с отрицательной свободной энергией их образования при 1000 С не меньшей. чем для окиси алюминия, и последующее измельчение смеси порошков (1).

Недостаток известного способа — длительность процесса измельчения.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

Для достижения цели в предлагаемом способе получения дисперсноупрочненного материала, включающем смешивание порошка металла, выбранного из группы, содержащей никель, кобальт и их сплавы, с порошком тугоплавкого окисла и последующее измельчение смеси порошков, измельчение проводят в кислородсодержащей атмосфере, а затем осуществляют термообработку в восстановительной атмосфере.

При этом, чтобы исключить сварку частиц во время измельчения, кислород, должен присутствовать B количестве, превьпнающеM количество. обычно применяемое прп измельчении порошков в атмосфере воздух,, часто находяггегося в измельчительном ап пврате. т.е. кислород должен присутствовать в количестве, достаточном для окисления отдельных частиц порошка, что позволяет предотвращать агломерацию. Для достижения такого уровня кислорода его подан т

\0 через газообразный источник, например через воздух или водяные пары, пли через ни слородсn zерж aщee сое и пение, .Гаков ка!, карбонаг аммония или бикарбонат аммония.

Тепло, создаваемое в измельчительных аппаратах, заставляет кислородсодержащсе соединение разлагаться с выделением кислсрода.

После измельчения число Фишера для металлического порошка, vClIËÃÍllOÃÎ диспсp сией. менее 15. В основном число Фип:cåðà менее 10 — 8. После измельчения порошок подвергают термообработке для удаления избытка кислорода. Термообработку обычно

704439 проводят в атмосфере восстановителя, например водорода.

Предложенный способ позволяет обрабатывать порошки никеля, кобальта и их сплавов. Значительный интерес представляют также медный порошок и порошкообразные сплавы меди. Однако добавки сплавов, которые с трудом восстанавлива!Отся водородом, например хром, алюминий, титан и цирконий, предпочтительно добавлять после измельчения. г6

Вводимые тугоплавкие окислы должны иметь величину отрицательной свободной энергии их образования при 1000 С не меньшую, чем такая величина для окиси алюминия. Для применения с никелем, кобальтом

И ИХ СГ!Лана", È ОСООЕ!!НО !!ОДХОДЯЩИМИ ЯВля!отея окислы иттрия и тория. Окись алюv:иния совместима для примеH HHH с медью и се сплавами. Металлический порошок, усиленный дисперсией и полученный предложенным способом, пригоден для образования слитков экструзией, прокаткой, ковкой и штампоькой.

Пример 1. 30 фунтов (13,6 кг) карбонила никеля, 0,48 фунтов (0,22 г) окиси итгрия и 1,5 фунта (680 г) бикарбоната аммония помещают в аппарат для измельчения трением и производят измельчение в течени"

8 ч в атмосфере аргона. Во время измельчения бикарбонат непрерывно разлага!.тся, что можно заметить по запаху аммиака, выделяющегося из аппарата. Порошок выгру-:.9 жают из измельчителя, добавляют свежуi0

IiopLIHI0, и весь процесс повторяют. Число p:-!шера обеих партий порошка прпмернс 5,5.

Две партии порошка затем соединя!от пропускают через водородную нуш пул ьную печь со скоростью 30 фунтов (13,6 кг! псрошка за час. Максимальная температура в печи

1750 Г (954 С) .

Небольшу!о часть этого порошка,uìcшают в емкость из мягкой стали с наружным диаметром 2 — -5/8" (6,67 см ), из емкости откачивают воздух, емкость запаивают и проводят экструзию при 2050 Г (1121 С, при степени экструзии 12/1. Зкструдированг!ый материал подвергают прессовке на холоду до 70/с. После обработки 25 /o материала предел прочности на разрыв при 2000 F (1093 C) 8,0 кси; после обработки 70"/q материала предел прочности на разрыв 13,1 кси.

Образцы подвергают испытанию после часового отжига при 2000 F (1093 С).

Пример 2, Примерно 20 фунтов (9,07 кг) лигатурного порошка с диаметром частиц

150 меш, содержащего 76 /с хрома и 24с/с алюминия, измельчают в течение 2 ч в атмосфере аргона в аппарате для измельчс- $$ ния (мельнице) и выгружают после охлаждения в течение примерно 30 мин. Большую часть порошкообразного продукта примера

1 соединяют с этим лигатурным порошком и встряхивают в смесителе с двойн:. ;™- -:енками ". течение примерно: !. Порошкообразную смесь в виде двух партий измельчают по 30 мин каждую и соединяют гартии

ilop0l1.:;à. Полученная порошкообразпая смесь содержит 16 /0 хрома, 5!(; Ял:оминия, 1,2с/с окиси иттрия, остальное —. никель.

Примерно 70 фунтов (31,75 кг) порошка спрессовыва!о! до 50с/(0Т его теоретической плотности в сосуде из мягкой стали с наружным диаметром 73)4" (19.7 см). Из сосуда откачивают воздух, сосуд запаивают и осуществляют экструзию при 2050 F (1121 С) при уменьшении объема 15/1. После перекристаллизации при 2450 F (1343 С) происходит развитие структур со средним размером частиц желяе ;,Oè текс1", 13ы куба, ycc ic HHo1 0 ИО краям, Якая те! .ст i pB яв. Ые!Ся

НЕООХО 1Н 1С1й -(;.i CO 1-,Я BBIC;. i ОГО С iBPOтивле !ия термической ус! алости.

Мехяническ!.е; вси стз» B поперечнике при 20(90= 1" (93 С) с. -,. I i- ;. o:H: время разрыва при наг(ряжепиг1::,х1-е 0 :. пни 5,5 кси: предел г. ро !ности на разрыв 10,3 кси.

Пример 3., све пар гип порошка, каждая из котор((х со.,ержит . 9.7 (11у!!тов (9,", кг) никеля и 03 фунта !136 г) окиси иттрия, измельчают в течение 4 ч B мельнице в атмосфере по 0 <я Возду"., а. 1 и(, 10 -Ри(перс! измельченног;. порошка -..О. После из., .ел:-.чсния партии 110pOiilка соединяют и восстя BBлина!от водоро 1,(1:: ь:i Iilliуль-!ои печи. pciботающей i!pH 700 1г (927 (,) . BoccTP,HoBленный поро!ш.к:!H cå измельчают и смс— шив(1,от с 21", 0,л iг!гатурно:0 сплава, содержаще-о !6% хрома и 24 /с алюминия. Нову!о смесь измельчают ь течение ч в видt двух, ыртий B атмосфере аргона. Измельченный 1:орошок далее прессуют в сосуде из мягкой стали до плотности, составляющей

65с/с от теоретической плотности. Заготовку в ме1 алл и !ее кой оболочке затем откачивают, отпаивают и подвергают экструзии при

1950 F (1065 С) пр!! степе IH экстру зии

:3i с применением матрицы четы!эехугольного сечения. После 5% уменьшения размера экструдированной заготовки путем ilpoкатки при 1850 F (1010" С) проводят термообработку при 2450 Г (1343"() для осуществления перекрис-.аллизации и испытания при

2000 F (1093".С) .

Попере ные механические свойства следующие; время разрыва при напряжении более 20 ч при 6 кси. Продольные механические cBQHc I Bà следующие: время разрыва при напряжении более 20 ч при 8 кси.

Форму.га изобретени»

Споссб получения диспе рсноупрочненного материала, включающий смешивание порошка металла, выбранного из группы. со704439

Составитель Л. Родина

Редактор Н. Корченко Техред М. Левицкая Корректор Т. Скворцова

ЗакаЗ 7832 48 Тираж 945 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП с Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 держащей никель, кобальт и их сплавы, с порошком тугоплавкого окисла и последующее измельчение смеси порошков, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, измельчение проводят в кислородсодержащей атмосфере, а затем осуществляют термообработку в восста новительной атмосфере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3591362, кл. 75 — 5, 1971