СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОГО ГУБЧАТОГО МЕТАЛЛА Российский патент 1997 года по МПК B22F3/11 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения высокопористого губчатого металла, сплавам с открытыми порами, используемого для фильтров, фильтров влагоотделителей, катализаторов, элементов источников тока, конструкционных деталей.

Известны несколько способов получения высокопористого губчатого металла [1, 2] которые включают в себя нанесение на органическую губчатую подложку электропроводящего слоя, электролитическое осаждение металла и термообработку, причем термообработку проводят в контейнерах [3]
Наиболее близкой является распространенная технология термообработки высокопористого губчатого металла в две стадии: выжигание пористой органической губчатой подложки в окислительной атмосфере (на воздухе); спекание в восстановительной защитной атмосфере-водороде.

Стадия выжигания органической подложки состоит из следующих операций: загрузка на поддоны в виде этажерок заготовок высокопористого губчатого металла, медленный нагрев до 400^oC на воздухе, при этом вся органическая подложка выгорает и окисляется металл; медленное отстывание вместе с печью.

Стадия спекания в восстановительной атмосфере-водороде состоит из следующих операций: загрузка на поддоны в виде этажерок внутри герметичного контейнера; засыпка герметизирующего кармана температуростойким порошком; продувка контейнера невзрывоопасным газом азотом; включение подачи водорода; взятие пробы защитной атмосферы внутри контейнера на взрывоопасность; поджигание факела водорода из отводящей трубки; загрузка всего контейнера в печь; медленный нагрев до заданной температуры и выдержка; медленное отстывание вместе с печью.

В вышеуказанных способах получения высокопористых губчатых металлов, в частности при термообработке недостатками являются:
сложность технологического исполнения, т.е. необходимо иметь, кроме термического оборудования, установку по приготовлению защитной атмосферы, герметично уплотняемый контейнер из жаропрочных сплавов;
неэффективно используется рабочее пространство термооборудования;
неравномерность прогрева заготовок внутри контейнера;
большие трудо и энергозатраты из-за медленного нагрева и медленного отстывания, быстрый нагрев невозможен, т.к. происходит коробление и растрескивание заготовок;
трудности отвода продуктов сгорания органики из герметичного контейнера;
при работе с взрывоопасными газами требуются специальные мероприятия по охране труда.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, упрощение и удешевление технологии получения высокопористого губчатого металла.

Цели достигаются тем, что в известном способе получения высокопористого губчатого металла, состоящем из стадий переработки: нанесение на органическую губчатую подложку электропроводящего слоя; электролитическое осаждение металла; термообработки в две стадии выжигание органической губчатой подложки в окислительной атмосфере (на воздухе) и спекание в восстановительной защитной атмосфере водороде, обе операции термообработки высокопористого губчатого металла производить так же раздельно в электрованнах с жидким теплоносителем расплавом смеси солей и (или) щелочи. Жидки теплоноситель будет являться защитной средой против окисления, обеспечит равномерную передачу тепла все поверхности высокопористого губчатого металла. Проводя выжигание губчатой органической подложки в жидком теплоносителе, без окисления металла, допускается не проводить (если это не оговорено особо) спекание со структурными изменениями металла, что еще удешевляет процесс получения высокопористого губчатого металла. При термообработке высокопористого губчатого металла в жидком теплоносителе не требуются специальные мероприятия, т.к. процесс не взрывоопасен. Процесс термообработки высокопористого губчатого металла в жидком теплоносителе легко поддается контролю параметров, механизации и автоматизации.

Пример. В качестве губчатой органической подложки использовался пенополиуритан. Производилось придание поверхности органической губчатой подложки электропроводности и затем проводилось электролитическое осаждение меди или никеля в соответствующих гальванических ваннах. Выжигание губчатой органической подложки высокопористого губчатого никеля и меди проводилось в расплаве смеси щелочей 50% NaOH и 50% KOH при температуре 250^oC в начале с подъемом до 400^oC и выдержкой, данные приведены в таблице.

Спекание высокопористого губчатого никеля со структурными изменениями проводилось в расплаве смеси солей 80% BaCO₂ и 20% KCl при температуре 750^oC в начале процесса с подъемом до 1020^oC и выдержкой данные приведены в таблице.

Спекание высокопористой губчатой меди со структурными изменениями проводилось в смеси солей 80% BaCl₂ и 20% KCl при температуре 750^oC в начале процесса с подъемом до 900^oC и выдержкой, данные приведены в таблице.

Как видно из таблицы, термообработка высокопористого губчатого металла в жидком теплоносителе имеет преимущества.

Использование: в области порошковой металлургии, в частности, к способам получения высокопористого губчатого металла, сплавам с открытыми порами, используемого для изготовления фильтров, фильтров влагоотделителей, катализаторов, элементов источников тока, конструкционных деталей. Сущность изобретения: на органическую губчатую подложку наносят электропроводящий слой, затем проводят электролитическое осаждение меди или никеля с последующим выжиганием органической подложки в жидком теплоносителе, в качестве которого используют расплав солей и (или) щелочей, при этом после выжигания может быть проведено спекание. Процесс термообработки, при получении высокопористого губчатого металла, в жидком теплоносителе легко поддается контролю параметров, механизации и автоматизации. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения высокопористого губчатого металла, включающий нанесение на органическую губчатую подложку электропроводящего слоя, электролитическое осаждение металла и термообработку, отличающийся тем, что термообработку производят в жидком теплоносителе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкого теплоносителя используют расплав солей и/или щелочей. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что термообработку в теплоносителе осуществляют в одну стадию для выжигания органической губчатой подложки. 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что термообработку в теплоносителе осуществляют в две стадии сначала проводят выжигание органической губчатой подложки, затем спекание.