СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК C04B35/56 B22F3/26 

Описание патента на изобретение RU2078748C1

Изобретение относится к области получения композиционных материалов.

Использование ковалентных SiC, B4C и металлоподобных TiC, TaC, WC, Cr3C2 и др. карбидов позволяет придать композиционным материалам с металлической матрицей износостойкость, высокую твердость, повышенные механические свойства [1]
Известен способ получения композиционного материала на основе карбида хрома [2] В качестве металлической составляющей в способе использован никель. Способ состоит в смешении компонентов карбида хрома и никеля в необходимых соотношениях и последующем спекании при высокой температуре ≥1500oC.

Способ имеет следующие недостатки:
невозможность изготовления деталей сложных форм, т.к. процесс спекания сопровождается большой усадкой заготовки;
высокие температуры осуществления процесса усложняют необходимое оборудование.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления высокоогнеупорных материалов с высокой плотностью путем формования заготовки из карбида хрома и углеродсодержащего вещества, термообработки заготовки и ее пропитки расплавом, содержащим 75 99 об.ч. металла из группы: кремний, хром, железо, никель, титан и 1 25 об.ч. металла из группы: алюминий, медь, кобальт, железо, так что, по меньшей мере, один металл взаимодействует с углеродом заготовки с образованием соответствующего карбида [3]
Задачей изобретения является разработка способа получения композиционного материала на основе карбида хрома и металла, обеспечивающего возможность изготовления деталей сложных форм и упрощения технологии получения.

Поставленная задача решена тем, что в качестве металла используют металлы из группы: медь, серебро, золото или их сплавы, которые методом пропитки вводят в предварительно сформованную из порошка хрома и термообработанную в среде газообразных углеводородов при температуре 600 1100oC заготовку.

Сущность технического решения состоит в следующем.

Предварительно сформованная из порошка хрома заготовка, в том числе и любых сложных форм, термообрабатывается в среде газообразных углеводородов при температуре 600 1100oC. На этом этапе в объеме заготовки протекают химические процессы, приводящие к безусадочному преобразованию ее в полуфабрикат из карбида хрома, характеризующийся непрерывным трехмерным каркасом. Размеры и форма полуфабриката полностью совпадают с размером и формой заготовки. Трехмерный каркас полуфабриката заключает в себе открытую пористость, а также придает полуфабрикату достаточную прочность. Эта пористость может быть заполнена путем пропитки ее расплавами: Cu, Ag, Au или их сплавами, при этом ранее заданная форма не изменяется.

Осуществление термообработки при температурах ниже 600oC не обеспечивает преобразование хрома в карбид хрома. Проведение термообработки при температурах выше 1100oC нецелесообразно, т.к. дальнейшее повышение температуры усложняет требуемое оборудование, а следовательно, и технологию получения.

Пример 1. Порошок хрома формуют с применением традиционного временного связующего, например 5% раствора фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте, в заготовку конической формы. Заготовку помещают в реактор и термообрабатывают при 600oC в парах бензола в течение времени, необходимого для протекания в ней химических процессов. После извлечения из реактора полуфабрикат помещают в вакуумную печь и пропитывают серебром при температуре, превышающей температуру плавления серебра. Полученная деталь полностью сохранила форму и размеры заготовки. Состав детали карбид хрома 62 об. серебро 38 об.

Пример 2. Порошок хрома формуют на том же временном связующем в заготовку трубы. Заготовку термообрабатывают в реакторе при температуре 1100oC в атмосфере метана. После извлечения из реактора осуществляют пропитку в вакууме сплавом состава: Cu 80 мас. Sn 20 мас. Полученная деталь полностью сохранила форму и размеры заготовки. Состав детали: карбид хрома 73 об. бронза 27 об.

Таким образом, реализация предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества:
возможность изготовления деталей сложных форм за счет того, что металл вводится на последней стадии технологического процесса в полуфабрикат, форма и размеры которого застабилизированы осуществленными при термообработке заготовки химическими процессами и полностью совпадают с формой и размерами исходной заготовки;
обеспечивается снижение температуры процесса на несколько сотен градусов по сравнению с прототипом, что упрощает и требуемое оборудование.

Похожие патенты RU2078748C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУГОПЛАВКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ 1997
  • Гордеев С.К.
  • Жуков С.Г.
  • Бирюков А.В.
  • Морозов В.В.
RU2130441C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА И МАТЕРИАЛ, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ 1999
  • Гордеев С.К.
RU2151814C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУГОПЛАВКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО КАРБИДОСОДЕРЖАЩЕГО ИЗДЕЛИЯ 1999
  • Гордеев С.К.
  • Денисов Л.Ю.
RU2173307C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУГОПЛАВКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО КАРБИДОСОДЕРЖАЩЕГО ИЗДЕЛИЯ 2000
  • Гордеев С.К.
  • Денисов Л.Ю.
RU2189367C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИЗДЕЛИЯ И АБРАЗИВНОЕ ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ ЭТИМ МЕТОДОМ 1997
  • Гордеев С.К.(Ru)
  • Жуков С.Г.(Ru)
  • Данчукова Л.В.(Ru)
  • Томми Экстрем
RU2147508C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ 2000
  • Гордеев С.К.
  • Данчукова Л.В.
  • Экстрем Томми
  • Клоуб Каузер
RU2206502C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА 1998
  • Гордеев С.К.
RU2147982C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КАРБИДА ХРОМА 1995
  • Гордеев С.К.
  • Бирюков А.В.
RU2099311C1
ПОГЛОТИТЕЛЬ ВОДОРОДА НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДА 1999
  • Гордеев С.К.
  • Габис И.Е.
RU2176981C2
ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2001
  • Гордеев С.К.
  • Денисов Л.Ю.
  • Абрамов А.А.
  • Платонов В.Н.
RU2205970C2

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Использование: изобретение относится к области получения композиционных материалов. Сущность изобретения: материал изготавливают последовательными операциями: формования заготовки из порошка хрома, термообработки заготовки при температурах 600 - 1100oC в среде газообразных углеводородов, пропитки полученного после термообработки полуфабриката металлов из группы: медь, серебро, золото или их сплавы. Реализация способа обеспечивает возможность изготовления деталей сложных форм и упрощает технологию за счет снижения температуры отдельных стадий процесса.

Формула изобретения RU 2 078 748 C1

Способ получения композиционного материала путем пропитки заготовки из карбида хрома металлом, отличающийся тем, что используют предварительно сформованную из порошка хрома и термообработанную в среде газообразных углеводородов при температуре 600 1100oC заготовку, а пропитку проводят металлами из группы: медь, серебро, золото или их сплавами.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2078748C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Арзамасов Б.Н., Брострем В.А., Буже Н.А
и др
Конструкционные материалы./ Справочник под ред
Б.Н
Арзамасова
- М.: Машиностроение, 1990, с
Способ подпочвенного орошения с применением труб 1921
  • Корнев В.Г.
SU139A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Звонарев Е.В., Максименко В.Н., Ионкина Е.М
Структуро- образование при спекании твердых сплавов карбид хрома - никель из порошков, обработанных динамическим нагружением
- Киев: Наукова думка, ж
"Порошковая металлургия", 1988, N 2, с
Прибор для промывания газов 1922
  • Блаженнов И.В.
SU20A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Патент США N 3725015, кл
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1

RU 2 078 748 C1

Авторы

Гордеев С.К.

Жуков С.Г.

Кобзарь А.М.

Бирюков А.В.

Морозов В.В.

Паутов Д.М.

Даты

1997-05-10Публикация

1994-11-30Подача