close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15716

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.04.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15716
(13) C1
(19)
B 22F 3/11 (2006.01)
B 01D 39/14 (2006.01)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО ПОРОШКОВОГО
МАТЕРИАЛА ИЗ ТИТАНА
(21) Номер заявки: a 20101330
(22) 2010.09.15
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт порошковой
металлургии" (BY)
(72) Авторы: Савич Вадим Викторович;
Пилиневич Леонид Петрович; Тарайкович Александр Михайлович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) RU 2030968 C1, 1995.
BY 13254 C1, 2010.
SU 146947, 1962.
JP 2002-066229 A.
BY 10325 C1, 2008.
BY 7770 C1, 2006.
SU 1685604 A1, 1991.
BY 15716 C1 2012.04.30
(57)
1. Способ получения пористого материала из порошка титана, включающий приготовление шихты, засыпку шихты в форму, формование с приложением давления и спекание,
отличающийся тем, что шихту готовят из порошков титана с разным размером частиц,
при этом мелкий порошок титана со средним размером частиц d, составляющим от 0,05D до
0,1D, где D - размер частиц крупного порошка, вводят в шихту в количестве 10-15 мас. %,
а спекание проводят при температуре, оптимальной для крупного порошка.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мелкий порошок титана получают измельчением крупного, составляющего основу шихты.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к способам получения пористых материалов, изготавливаемых из порошков титана, и может быть использовано
в производстве фильтроэлементов, имплантатов, элементов легких конструкций и т.п.
Свойства и области применения пористых материалов определяются размерами их
пор. Изделия на их основе должны обладать комплексом эксплуатационных характеристик. Так повышение прочностных характеристик пористых материалов, используемых в
качестве фильтрующих изделий, позволит увеличить выдерживаемый перепад давления и,
тем самым, производительность различных процессов. Кроме того, при сохранении значения рабочего давления в этом случае может быть уменьшена толщина пористого материала, снижен тем самым расход материалов, уменьшена себестоимость.
Известен способ получения пористых материалов, который включает прессование и
спекание из порошка титана пористой заготовки [1]. Недостатком данного способа является низкая прочность изготавливаемых изделий.
Известен способ получения пористых материалов, который включает смешивание порошка титана с порошком меди с добавлением пластификатора - технического стеарина,
прессование и спекание в атмосфере аргона [2]. Недостатком данного способа является
невозможность использования данного материала для изготовления имплантатов, аэраторов
BY 15716 C1 2012.04.30
и некоторых других изделий вследствие токсичности и невысокой коррозионной стойкости меди.
В качестве прототипа выбран способ [3], который включает приготовление смеси порошков титана с добавками, прессование, нагрев и спекание в режиме горения, причем в
качестве добавок вводят металл в количестве 5-20 мас. %, выбранный из группы: алюминий, цирконий, свинец, железо, хром, никель, а нагрев до воспламенения осуществляют в
камере печи.
Недостатком данного способа является неконтролируемый процесс спекания, который
приводит к неравномерной поровой структуре, в результате прессовка не держит форму и
размеры, а также невысокой механической прочности конечного продукта, представляющего собой оксидные, нитридные и иные керамические соединения титана.
Задачей изобретения является повышение прочностных характеристик пористых материалов из порошков титана без значительного уменьшения пористости, размеров пор и
проницаемости, а также повышение качества изделий за счет уменьшения толщины пористого материала.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения пористого
материала из порошка титана, включающем приготовление шихты, засыпку шихты в
форму, формование с приложением давления и спекание, шихту готовят из порошков титана с разным размером частиц, при этом мелкий порошок титана со средним размером
частиц d, составляющим от 0,05 D до 0,1 D, где D - размер частиц крупного порошка, вводят
в шихту в количестве 10-15 мас. %, а спекание проводят при температуре, оптимальной
для крупного порошка. Мелкий порошок может быть получен измельчением крупного,
составляющего основу шихты.
Способ поясняется чертежами (фиг. 1-2). На фиг. 1 представлена фотография микроструктуры излома образца пористого материала на основе порошка титана марки ТПП-5.
На фиг. 2 представлена фотография микроструктуры излома образца пористого материала
на основе порошка титана марки ТПП-5 с добавкой 10 мас. % порошка ПТМ.
Способ осуществляется следующим образом.
Берут порошок титана марки ТПП-5 с размером частиц 0,63-1 мм, в качестве второго
компонента добавлялся порошок титана марки ПТМ с размером частиц 0,04-0,1 мм, в количестве 10, 15 мас. %. Шихту получают путем механического перемешивания в смесителе
типа (пьяная бочка) в течение двух часов с добавлением этилового спирта в количестве
10 об. %. Формование образцов проводили в металлической пресс-форме при давлении
80-90 МПа. Образцы получали в форме прямоугольной пластины размером 54×10 мм
толщиной 4 мм. Спекание проводили в вакуумной печи при температуре 1150 °С в течение одного часа. Поверхность образцов была исследована методами сканирующей электронной микроскопии, микроструктура - методами металлографического анализа. Прочность
на растяжение определяли на универсальной испытательной машине типа "Instron 1196"
(Англия).
Введение частиц мелких порошков в количестве 10 мас. % позволяет в 3,1 раза повысить прочность пористого материала при растяжении. При содержании мелких частиц в
количестве 15 мас. % прочность возрастает уже в 4,2 раза по сравнению с пористыми материалами только из крупного порошка титана. Это связано с тем, что частицы мелкого
порошка в процессе смешивания шихты обволакивают и практически плакируют частицы
порошка ТПП-5, составляющие основу каркаса поровой структуры пористого материала.
При прессовании образцов заметное количество мелких частиц попадает в контакты между крупными.
Спекание проводили при температуре 1150 °С, эта температура является оптимальной
для спекания порошка титана марки ТПП-5. Мелкие частицы порошка титана марки ПТМ
активируют процесс спекания, способствуют разрушению оксидной пленки в контактах
крупных частиц порошка титана друг с другом и повышают тем самым прочностные характеристики пористого материала.
2
BY 15716 C1 2012.04.30
На (фиг. 1-2) представлены фотографии микроструктуры излома образцов исследованных пористых материалов на основе порошка ТПП-5, полученные при одном увеличении. Фотографии подтверждают сделанное предложение. Мелкие частицы порошка марки
ПТМ практически равномерно покрывают всю поверхность крупных частиц порошка титана марки ТПП-5 (фиг. 2). При этом после спекания частицы порошка ПТМ заметно оплавлены, но поры между частицами порошка титана марки ТПП-5 визуально мало
отличаются по размерам пор между такими же частицами порошка титана марки ТПП-5 в
пористом материале без добавок (фиг. 1).
Таким образом, проведенные исследования показали, что перспективным методом упрочнения пористых материалов на основе губчатых порошков титана марки ТПП-5 является
добавка 10-15 мас. % мелкого (0,04-0,1 мм) порошка титана марки ПТМ, что позволяет в
4 раза повысить прочность на растяжение по сравнению с пористым материалом частиц
порошков титана марки ТПП-5 без добавок. При этом пористость уменьшается всего
лишь в 1,1 раза, а средний размер пор - в 1,4 раза.
Источники информации:
1. Капцевич В.М., Кусин Р.А., Гуревич А.А. Создание эффективных пористых порошковых материалов методом пластического деформирования: Обзор. информ. - Минск:
БелНИИНТИ, 1985. - 32 с.
2. Косторнов А.Г., Галстян Л.Г., Мнацаканян С.А., Агаян С.М. Физико-механические
свойства пористых порошковых материалов на основе титана // Порошковая металлургия. Вып. 11. - Киев, 1986. - С. 53-56.
3. RU 2030968 C1, 1995 (прототип).
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
1 285 Кб
Теги
by15716, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа