СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА Российский патент 2009 года по МПК B22F9/08 

Описание патента на изобретение RU2364469C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению железных порошков, и предназначено для изготовления деталей машин и приборов. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в крупносерийном, автоматизированном производстве изделий сложной конфигурации в диапазоне остаточной пористости 5-20% методами холодного или «теплого» прессования с последующим спеканием, например деталей автомобилей или сельскохозяйственных машин.

Для достижения необходимого комплекса потребительских характеристик железный порошок должен обладать, наряду с высокой уплотняемостью (не менее 7,05 г/см3 при давлении прессования 700 МПа), повышенной прочностью прессовки (не менее 30 МПа при плотности спрессованного образца 6,5 г/см3) в сочетании с удовлетворительной текучестью (не более 40 с/50 г) и высокой химической чистотой по содержанию углерода (не более 0,02 мас.%), кислорода (не более 0,25 мас.%), кремния (не более 0,05 мас.%), марганца (не более 0,15 мас.%), серы и фосфора (каждого не более 0,015 мас.%).

Известен способ получения железного порошка, включающий выплавку низкоуглеродистой стали с содержанием углерода около 0,1%, распыление расплава водой высокого давления (до 12 МПа), обезвоживание-сгущение, фильтрование, сушку порошка-сырца при температуре (950-970)К, отжиг в восстановительной атмосфере диссоциированного аммиака при температуре (1300-1500)К при высоте слоя 40 мм, дробление спеков, измельчение и классификацию (грохочение на ситах с размером ячеек 0,450, 0,315 и 0,200 мм) с последующим усреднением и упаковкой готового порошка (Акименко В.Б., Буланов В.Я., Гуляев И.А. и др. Состав, структура и свойства железных и легированных порошков. - Екатеринбург: УФИ «Наука», 1996. С.141-146).

Недостатком этого порошка является недостаточно высокая для формования сложнопрофильных, тонкостенных и длинномерных изделий прочность прессовки (15-24 МПа), так как водораспыленные порошки имеют сглаженную форму частиц и представляют собой конгломераты, состоящие из мелких округлых фрагментов.

Известен также способ получения железного порошка методом распыления высокоуглеродистого расплава железа водой низкого давления. В качестве исходного сырья используется жидкий чугун, содержащий 3,5% С, 0,1-1% Мn, 0,09% Si, 0,008% S и 0,025% Р, который распыляют на воздухе горизонтальными струями воды. Полученный порошок, в основном, крупностью (-30 меш), содержащий около 3% С в результате частичного окисления, сушат и дополнительно окисляют во вращающемся сушиле до соотношения концентраций кислорода и углерода 1,7-2,0. Далее порошок-сырец измельчают в шаровой мельнице до фракции (-100 меш) и подвергают обезуглероживающе-восстановительному отжигу в проходной конвейерной печи при 1010°С. В результате получают железный порошок, содержащий менее 0,1% С и менее 0,2% O, а благодаря тому что частицы этого порошка представляют собой высокоплотные гранулы с высокоразвитой поверхностью, сформировавшейся в процессе самоотжига, железный порошок имеет более низкую насыпную плотность (2,47-2,52 г/см3) в сочетании с уплотняемостью 6,9 г/см3 при 600 МПа и прочностью прессовки 33 МПа при этом же давлении прессования, находящимися по своему уровню между высокопористыми восстановленными и распыленными железными порошками (Klar Е. Commercial Water Atomization of Metals // Metal Powder Report. 1985. V.40. №1. Р.12).

Недостатком этого способа является относительно невысокий уровень прочности прессовки и уплотняемости железного порошка, который вследствие высокопористой поверхности не может быть скомпактирован в высокоплотные конструкционные детали с остаточной пористостью менее 8-10% при реально применяемых на производстве давлениях прессования (400-600 МПа) без риска перепрессовки. Кроме того, высокая температура отжига порошка-сырца (1010°С) отрицательно сказывается на сроке службы комплектующих печи отжига, в частности стойкости конвейерной ленты, а также приводит к образованию высокопрочного спека железного порошка, который с трудом поддается последующему измельчению, снижая выход годного порошка фракции (-100 меш), а за счет возникающего при этом наклепа частиц готовый железный порошок имеет повышенную склонность к перепрессовке при формовании сложнопрофильных высокоплотных конструкционных изделий.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ получения железного порошка, включающий подготовку расплава, распыление его сжатым воздухом при температуре расплава в фокусе распыления 1400-1500°С, двухстадийный восстановительный отжиг, при котором первую стадию ведут в инертной среде с содержанием кислорода не более 1% со скоростью нагрева 10-20°С/мин до температуры спекания оксидов железа и выдержке при этой температуре в течение 2-3 ч. Вторую стадию отжига ведут в среде водорода при температуре 900°С в течение 3 ч. Полученные спеки отожженного порошка подвергают дроблению. Известным способом получают порошок с насыпной плотностью 2,2-2,5 г/см3 и формуемостью 2,3-7,2 г/см3 (Патент РФ №1510223 - описание, МПК B22F 9/08, опубл. 10.09.1996 г. - прототип).

Этот способ имеет следующие недостатки:

- низкая прочность прессовки готового железного порошка

(12-18 МПа при 6,5 г/см3) не позволяет формовать тонкостенные сложнопрофильные изделия средней и низкой плотности (6,4-6,8 г/см3);

- высокий удельный расход энергозатрат на проведение двухстадийного процесса отжига с длительными выдержками с общей продолжительностью в горячей зоне печи 4-6 ч;

- использование в качестве среды для проведения первой стадии отжига инертного газа с лимитированным содержанием кислорода (не более 1%) удорожает промышленное производство железного порошка.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании промышленного способа получения высококачественного железного порошка, обладающего высокой уплотняемостью (не менее 7,05 г/см3 при давлении прессования 700 МПа) в сочетании с повышенной для распыленных порошков прочностью прессовки (не менее 30 МПа при плотности спрессованного образца 6,5 г/см3) в сочетании с удовлетворительной текучестью (не более 40 с/50 г) и высокой химической чистотой по содержанию углерода (не более 0,02 мас.%), кислорода (не более 0,25 мас.%), кремния (не более 0,05 мас.%), марганца (не более 0,15 мас.%), серы и фосфора (каждого не более 0,015 мас.%), для автоматизированного крупносерийного производства сложнопрофильных изделий методами холодного или «теплого» прессования с последующим спеканием в диапазоне плотностей 6,4-7,4 г/см3.

Технический результат изобретения состоит в улучшении качества распыленных железных порошков и спеченных изделий на их основе, расширении области применения в качестве конструкционных, трибо- и электротехнических материалов, а также улучшении технико-экономических показателей процесса получения распыленных железных порошков.

Сущность изобретения заключается в том, что для получения железного порошка проводят подготовку железоуглеродистого расплава, содержащего 3,9-4,3 мас.% углерода, распыление его сжатым воздухом с последующим обезвоживанием и сушкой. В результате получают порошок-сырец, в котором отношение концентраций кислорода к углероду составляет 1,8-2,2. Далее порошок-сырец измельчают до крупности частиц менее 0,250 мм, смешивают с порошком гематита с крупностью частиц менее 0,100 мм, содержащего не менее 98% Fe2O3, который вводят в диапазоне концентраций 4-16 мас.%, и порошком графита с крупностью частиц менее 0,015 мм в количестве, обеспечивающем отношение кислорода к углероду в смеси 2,2-2,4. Затем порошковую смесь отжигают при температуре 920-940°С в течение 1,5-2 ч в слое высотой 25-35 мм в среде газа с точкой росы (-25)°С, подаваемого в печь противотоком в количестве 120-180 нм3 на 1 т порошковой смеси и содержащего не менее 70 об.% водорода, не более 28 об.% азота, остальное примеси, в том числе, не более 1,1 об.% метана и не более 4 мг/нм3 аммиака. Полученный в результате отжига спек подвергают дроблению с последующим выделением годной фракции железного порошка с размером частиц менее 0,200 мм.

Выбор диапазона концентраций углерода в железоуглеродистом расплаве (3,9-4,3 мас.%) обусловлен необходимостью получения из него в результате распыления сжатым воздухом порошка-сырца с заданным соотношением содержащихся в нем кислорода и углерода (O/С=1,8-2,2), имеющего определенные структуру и форму частиц, которые обеспечивают при дальнейшей переработке выпуск высококачественного железного порошка с высокими уплотняемостью (не менее 7,05 г/см3) и прочностью прессовки (не менее 30 МПа).

Отношение концентраций кислорода к углероду (О/С) в порошке-сырце должно составлять от 1,8 до 2,2 для наиболее полного прохождения процессов обезуглероживания и самовосстановления частиц железного порошка за счет взаимодействия содержащихся в них углерода и кислорода с образованием СО и СO2.

Измельчение порошка-сырца до крупности менее 0,250 мм следует проводить для повышения выхода годного железного порошка фракции (-0,200 мм) и устранения макросегрегации по содержанию углерода и кислорода в порошке-сырце. Кроме того, в процессе отжига это способствует образованию высокопрочных конгломератов частиц железного порошка основы с кораллоподобными дисперсными частицами железа, восстановленными из гематита.

Учитывая, что оксидные пленки, покрывающие поверхность частиц воздухораспыленного порошка-сырца, имеют, как правило, переменный состав и не обеспечивают получение в результате отжига необходимой для достижения высокой прочности прессовки кораллоподобной структуры, свойственной восстановленным железным порошкам, порошок-сырец смешивают с порошком оксида железа Fe2O3, имеющего структуру гематита, который, как известно, более полно восстанавливается по сравнению с другими оксидами железа при одних и тех же условиях, образуя кораллоподобные частицы железа с особо развитой поверхностью, имеющей сотовое строение и обеспечивающей существенный прирост прочности прессовки. Для минимизации негативного влияния неметаллических включений на свойства готового железного порошка оксидная добавка должна содержать не менее 98 мас.% Fe2О3, а для равномерного распределения в массе порошка-сырца размер ее частиц не должен превышать 0,100 мм. Нижний предел диапазона концентраций порошка гематита в смеси обусловлен тем, что при введении менее 4 мас.% его добавки не оказывают заметного положительного влияния на прочность прессовки. Содержание в смеси более 16 мас.% гематита в результате значительного увеличения концентрации кислорода, входящего в состав оксидов железа, требует значительного увеличения продолжительности процесса отжига, приводящего к снижению производительности печи и повышению расхода водородосодержащего газа.

Для максимальной интенсификации процессов самоотжига в смесь углеродосодержащего порошка-сырца с порошком гематита, содержащего в своем составе около 30 мас.% кислорода, одновременно вводят порошок графита с крупностью частиц менее 0,015 мкм для достижения его равномерного распределения в слое отжигаемого материала в сочетании с высокой реакционной способностью. При этом, количество вводимого порошка графита должно обеспечивать соотношение концентраций кислорода и углерода в смеси на уровне 2,2-2,4. Установлено, что этот диапазон является оптимальным как для получения железного порошка, максимально чистого по содержанию кислорода и углерода, так и для достижения высокого уровня уплотняемости и прочности прессовки в сочетании с высокой производительностью печей отжига при минимальном расходе газа-восстановителя.

Температурный интервал (920-940°С) и продолжительность отжига (1,5-2 ч) в горячей зоне печи порошковой смеси обусловлены необходимостью осуществления максимально полного восстановления оксидов железа как в процессе самоотжига за счет содержащегося в смеси углерода, так и в результате восстановления водородосодержащим газом. При этом свежеобразованные металлические поверхности частиц порошка основы и кораллоподобные частицы железа, восстановленные из гематита в результате диффузии, интенсивно взаимодействуют, образуя прочные конгломераты, наследуя высокую уплотняемость распыленного порошка основы в сочетании с повышенной прочностью прессовки за счет образования высокопрочного сцепления между кораллоподобными фрагментами поверхности, сформировавшихся из припеченных, восстановленных до железа частиц гематита, имеющих сотовую структуру.

Отжиг при температуре ниже 920°С требует существенного увеличения (в 1,4-2 раза) продолжительности процесса из-за низких скоростей обезуглероживания и восстановления, а также негативно сказывается на производительности печей отжига и качестве железного порошка. Повышение температуры отжига более 940°С не приводит к значительной интенсификации процессов обезуглероживания и восстановления, но существенно снижает прочность прессовки отожженного порошка за счет сглаживания поверхности кораллоподобных частиц железа, восстановленных из гематита, как в результате самодиффузии, так и при размоле образующегося при этих температурах высокопрочного спека, требующего для измельчения повышенных энергозатрат.

При выдержке порошковой смеси менее 1,5 часов в указанном интервале температур не достигается необходимая полнота восстановления, что приводит к ухудшению технологичности железного порошка, в первую очередь, негативно сказываясь на уплотняемости. Увеличение времени выдержки более 2 часов не оказывает существенного влияния ни на снижение концентраций углерода и кислорода в порошке, ни на улучшение его технологических свойств, однако приводит к ухудшению экономических показателей работы печи отжига.

Соображениями как экономической целесообразности, так и достижения требуемого комплекса потребительских характеристик железного порошка обусловлена и высота слоя порошка (25-35 мм) при отжиге в указанном интервале температур и выдержек. Такая высота слоя порошка позволяет максимально полно осуществить процессы обезуглероживания и самовосстановления за счет образования СО↔СO2, так как препятствует преждевременному проникновению большого количества водорода на всю глубину слоя еще до окончания реакции обезуглероживания в результате окисления его кислородом из оксидов железа. При слое высотой менее 25 мм водород, входящий в состав газа-восстановителя, проникает практически на всю глубину в самом начале процесса отжига, взаимодействуя с кислородом, входящим в состав оксидов железа гематита и порошка-сырца. При высоте слоя порошка более 35 мм проникновение водорода внутрь спека для удаления остаточного кислорода по всему сечению после обезуглероживания затруднено и требует увеличения времени пребывания железного порошка в горячей зоне, снижая технико-экономические показатели работы печи.

Расход газа-восстановителя, содержащего не менее 70 об.% водорода, не более 28 об.% азота, остальное примеси (в том числе не более 1,1 об.% метана и не более 4 мг/нм3 аммиака), в количестве 120-180 нм3 на 1 т порошковой смеси при соблюдении указанных выше параметров отжига обеспечивает получение высококачественного железного порошка как по химическому составу, так и по технологическим свойствам в сочетании с высокими технико-экономическими показателями работы оборудования. При расходе газа менее 120 нм3/т не удается достигнуть необходимой полноты удаления кислорода (менее 0,25 мас.%) в готовом железном порошке. Расход газа свыше 180 нм3/т может привести к подавлению реакции обезуглероживания вследствие конкуренции с углеродом в качестве восстановителя. В результате готовый железный порошок характеризуется завышенным содержанием углерода, образующего твердые цементитные включения, приводящие к снижению уплотняемости и интенсивному износу пресс-оснастки при формовании деталей.

Используемый в данном способе состав газа (не менее 70 об.% водорода, не более 28 об.% азота, остальное примеси, в том числе не более 1,1 об.% метана и не более 4 мг/нм3 аммиака) в процессе отжига обеспечивает необходимую полноту восстановления оксидов железа, входящих в состав порошковой смеси. При меньшем чем 70 об.% содержании водорода его концентрация в слое порошка будет недостаточна для более полного удаления кислорода из оксидов, оставшихся после обезуглероживания. Содержание азота более 28 об.% вызывает экранирующий эффект и препятствует диффузии водорода к поверхности оксидов железа в процессе отжига. Водородосодержащий газ указанного состава может с успехом заменить значительно более дорогой диссоциированный аммиак, который в настоящее время достаточно широко используется в мировой практике в качестве газа-восстановителя. Газ, используемый в данном способе, при отжиге не требует дополнительной рафинировки по содержанию метана и аммиака в указанных выше пределах, так как их концентрации весьма низки и взаимодействие с поверхностью железного порошка ничтожно мало. Кроме того, метан при поступлении в печь реагирует с парами воды при точке росы не выше (-35)°С и не науглероживает спек. Аммиак, входящий в состав водородосодержащего газа в указанной концентрации, при поступлении в горячую зону отжига разлагается на водород и азот, а так как скорости прохождения спеком зоны охлаждения при подаче водородосодержащего газа противотоком достаточно велики, то процесс азотирования частиц железного порошка не успевает произойти. В результате порошок, отожженный в водородосодержащем газе предложенного состава, сохраняет высокие потребительские свойства и не уступает по качеству порошкам, отожженным как в диссоциированном аммиаке, так и в водороде.

Примеры осуществления способа

Выплавляют расплав железоуглеродистого материала с содержанием углерода 3,9-4,3 мас.%, который распыляют сжатым воздухом. Полученную пульпу обезвоживают, высушивают и получают порошок-сырец, в котором отношение концентраций кислорода к углероду (О/С) составляет 1,8-2,2. Затем порошок-сырец измельчают до крупности менее 0,250 мм и смешивают с порошком гематита с размером частиц менее 0,100 мм, содержащего не менее 98 мас.% Fе2O3, который вводят в диапазоне концентраций 4-16 мас.%, и порошком графита с размером частиц менее 0,015 мм в количестве, обеспечивающем отношение концентраций кислорода к углероду в смеси O/С=2,2-2,4.

Далее полученную смесь порошков отжигают в проходной конвейерной печи, в которую противотоком подается водородосодержащий газ. Спек, прошедший отжиг, подвергают дроблению с последующим выделением рабочей фракции порошка с размером частиц менее 0,200 мм. Параметры процесса производства железных порошков с насыпной плотностью 2,04-2,36 г/см3, уплотняемостью 7,06 г/см3 и более, с прочностью прессовки 36 МПа и более представлены в таблице 1.

Результаты исследований химического состава и физико-технологических свойств этих порошков, приведенные в таблице 2, свидетельствуют, что осуществление данного способа позволяет получать высококачественные железные порошки, обладающие наряду с повышенной уплотняемостью, свойственной распыленным порошкам, очень высокой прочностью прессовки, отличающей железные порошки, получаемые методом восстановления из железосодержащего сырья. Такое уникальное сочетание технологических характеристик достигается в результате формирования в процессе технологического передела частиц железного порошка, представляющих собой чистые по примесям гранулы железа неправильной формы, покрытые кораллоподобными дисперсными образованиями с микрокристаллической сотовой структурой, сформировавшейся в процессе отжига из добавок оксида железа со структурой гематита в контакте с высокоокисленной поверхностью углеродосодержащего порошка-сырца в присутствии тонкодисперсного порошка графита. Кроме того, при реализации этого способа уменьшается удельный расход энергозатрат в связи с переходом на одностадийный отжиг, что сопровождается значительным сокращением его продолжительности, а также исключается необходимость применения инертной среды, рафинированной по содержанию кислорода.

Железный порошок марки ПЖРВ2.200.20 (пример 1) предназначен для получения изделий антифрикционного и конструкционного назначения особо сложной конфигурации с многочисленными переходами по высоте и длинномерных тонкостенных деталей методом прессования на высокопроизводительных прессах-автоматах с последующим спеканием в диапазоне остаточной пористости 15-25%, а также в качестве добавок к распыленным железным порошкам для улучшения их формуемости.

Железный порошок марки ПЖРВ2.200.22 (пример 2) предназначен для получения сложнопрофильных изделий конструкционного назначения как методом холодного прессования, так и «теплого» прессования с последующим спеканием. В случае «теплого» прессования прочность неспеченной формовки настолько велика, что позволяет обрабатывать ее резанием и сверлением до конечных размеров, при этом в отличие от мехобработки спеченной прессовки минимизируется расход режущего инструмента, который можно в этом случае изготавливать из экономно легированных быстрорежущих сталей и сплавов.

Железный порошок марки ПЖРВ2.200.24 (пример 3) предназначен для производства высокоплотных конструкционных и электротехнических деталей сложной конфигурации, получаемых в результате холодного или «теплого» прессования, в том числе с использованием механической доработки неспеченной формовки сверлением боковых отверстий, нарезкой резьбы, формированием канавок и т.д. Кроме того, железный порошок этой марки может быть использован в качестве основы при выпуске так называемых «частично-легированных» порошков для получения высокопрочных спеченных и термообработанных конструкционных деталей с σВ более 1000 МПа при остаточной пористости менее 10%.

Таблица 1
Технологические параметры процесса получения железного порошка
Параметры процесса Пример 1 Пример 2 Пример 3 Подготовка железоуглеродистого расплава с содержанием углерода, мас.% 4,27 3,93 4,07 Получение порошка-сырца с отношением О/С 2,02 2,17 1,83 Измельчение порошка-сырца до крупности менее, мм 0,250 0,250 0,250 Подготовка смеси порошка-сырца с порошками гематита и графита: крупность частиц гематита, менее, мм 0,100 0,100 0,100 крупность частиц графита, менее, мм 0,010 0,015 0,015 концентрация Fe2O3 в гематите, мас.% 98,4 98,5 98,4 содержание гематита в смеси, мас.% 15,8 8,6 4,2 содержание графита в смеси, мас.% 2,1 1,3 0,7 отношение О/С 2,22 2,38 2,27 Отжиг порошка-сырца: температура нагрева, °C 920 930 940 выдержка, час 2,0 1,5 2,0 высота слоя, мм 25 35 30 расход подаваемого газа, нм3 180 120 150 точка росы подаваемого газа, °C -28 -25 -25 состав подаваемого газа: водород, об.% 75,0 70,0 70,0 азот, об.% 24,0 28,0 28,0 примеси, в том числе остальное остальное остальное метан, об.% 0,8 1,0 1,0 аммиак, мг/нм3 4 3 3

Таблица 2
Состав и свойства железного порошка
Характеристики порошка Пример 1 Пример 2 Пример 3 Марка железного порошка ПЖРВ2.200.20 ПЖРВ2.200.22 ПЖРВ2.200.24 Химический состав, мас.%: Fe основа основа основа С 0,008 0,007 0,007 O 0,18 0,17 0,15 Si 0,01 0,02 0,01 Mn 0,11 0,12 0,10 S 0,004 0,004 0,007 P 0,011 0,014 0,012 Насыпная плотность, г/см3 2,04 2,23 2,36 Текучесть, с/50 г 34 32 30 Уплотняемость, г/см3, при давлении прессования 700 МПа 7,06 7,09 7,11 Прочность прессовки, МПа, при плотности прессовки 6,5 г/см3 40 38 36

Похожие патенты RU2364469C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА 2013
  • Акименко Владимир Борисович
  • Гуляев Игорь Алексеевич
  • Калашникова Ольга Юрьевна
  • Секачёв Михаил Алексеевич
  • Миронова Алла Петровна
  • Гаврилов Владимир Алексеевич
  • Корзников Олег Владимирович
RU2529129C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА 2007
  • Гаврилов Сергей Анатольевич
  • Гаврилов Владимир Анатольевич
  • Разомаскин Александр Викторович
  • Корзников Олег Владимирович
  • Гуляев Игорь Алексеевич
  • Секачев Михаил Алексеевич
  • Калашникова Ольга Юрьевна
RU2360769C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА НА ЖЕЛЕЗНОЙ ОСНОВЕ (ЕГО ВАРИАНТЫ) 2006
  • Гуляев Игорь Алексеевич
  • Калашникова Ольга Юрьевна
  • Липгарт Ирина Андреевна
  • Белоусов Борис Павлович
  • Довгань Елена Ивановна
  • Секачев Михаил Алексеевич
RU2327548C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА НА ЖЕЛЕЗНОЙ ОСНОВЕ (ЕГО ВАРИАНТЫ) 2006
  • Гуляев Игорь Алексеевич
  • Калашникова Ольга Юрьевна
  • Липгарт Ирина Андреевна
  • Белоусов Борис Павлович
  • Довгань Елена Ивановна
  • Секачев Михаил Алексеевич
RU2327547C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА 2002
  • Секачев М.А.
  • Акименко В.Б.
  • Гуляев И.А.
  • Калашникова О.Ю.
RU2231420C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПЛОТНОГО ПОРОШКОВОГО ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА 2012
  • Дорофеев Юрий Григорьевич
  • Дорофеев Владимир Юрьевич
  • Свиридова Анна Николаевна
  • Водолаженко Роман Анатольевич
  • Миронова Алла Петровна
  • Батиенков Роман Викторович
RU2494836C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПЛОТНОГО ФРИКЦИОННОГО ПОРОШКОВОГО ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА 2014
  • Дорофеев Юрий Григорьевич
  • Дорофеев Владимир Юрьевич
  • Водолаженко Роман Анатольевич
  • Гончарова Татьяна Владиславовна
  • Миронова Алла Петровна
  • Батиенков Роман Викторович
RU2564654C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА 2001
  • Бунаков О.Д.
  • Соколова Е.А.
RU2179498C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДИФФУЗИОННО-ЛЕГИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОРОШКОВ 1993
  • Пумпянская Тамара Ароновна
  • Пумпянский Дмитрий Александрович
RU2043868C1
ЖЕЛЕЗНЫЙ ПОРОШОК, ПОЛУЧЕННЫЙ РАСПЫЛЕНИЕМ МЕТАЛЛОВ 1999
  • Скобло А.В.
  • Линецкий Г.В.
  • Петров Е.А.
  • Чесноков Н.В.
  • Кулбасов А.С.
  • Гутковский Л.Б.
RU2162390C1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению железных порошков. Проводят подготовку железоуглеродистого расплава, содержащего 3,9-4,3 мас.% углерода, и распыляют его сжатым воздухом с последующим обезвоживанием и сушкой. Полученный порошок-сырец с отношением концентраций кислорода к углероду 1,8-2,2 измельчают до крупности частиц менее 0,250 мм, смешивают с порошком гематита, содержащего не менее 98% Fе2О3, который вводят в количестве 4-16 мас.%, и порошком графита в количестве, обеспечивающем отношение кислорода к углероду в смеси 2,2-2,4. Затем порошковую смесь отжигают в печи при температуре 920-940°С в течение 1,5-2 ч в слое высотой 25-35 мм в среде газа с точкой росы -25°С, содержащего не менее 70 об.% водорода, не более 28 об.% азота, остальное примеси, в том числе не более 1,1 об.% метана и не более 4 мг/нм3 аммиака. Газ подают в печь противотоком в количестве 120-180 нм3 на 1 т порошковой смеси. Полученный в результате отжига спек подвергают дроблению с последующим выделением годной фракции железного порошка с размером частиц менее 0,2 мм. Обеспечивается улучшение качества порошка и спеченных изделий на его основе, расширение области применения в качестве конструкционных, трибо- и электротехнических материалов, улучшение технико-экономических показателей процесса. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 364 469 C1

Способ получения железного порошка, включающий подготовку железоуглеродистого расплава с содержанием углерода 3,9-4,3 мас.%, распыление сжатым воздухом, обезвоживание, сушку с получением порошка-сырца, в котором отношение концентраций кислорода к углероду составляет 1,8-2,2, измельчение его до крупности частиц менее 0,250 мм, смешивание с порошком гематита с крупностью частиц менее 0,100 мм, содержащего не менее 98 маc.% Fе2О3, который вводится в диапазоне концентраций 4-16 маc.%, и порошком графита с крупностью частиц менее 0,015 мм в количестве, обеспечивающем отношение концентраций кислорода к углероду в смеси 2,2-2,4, отжиг при 920-940°С в течение 1,5-2 ч в слое высотой 25-35 мм в среде газа, подаваемого в печь с точкой росы не выше -25°С противотоком в количестве 120-180 нм3 на 1 т порошковой смеси и содержащего не менее 70 об.% водорода, не более 28 об.% азота, остальное - примеси, в том числе, не более 1,1 об.% метана и не более 4 мг/нм3 аммиака, а затем дробление полученного спека с последующим выделением годной фракции железного порошка с размером частиц менее 0,200 мм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2364469C1

SU 1510223 A1, 10.09.1996
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ 1995
  • Манегин Ю.В.
  • Гуляев И.А.
  • Калашникова О.Ю.
  • Омельченко А.В.
  • Гетманова М.Е.
RU2079392C1
Наклонный патрубок газовоздушной камеры обжиговой и агломерационной машин 1978
  • Братчиков Сергей Георгиевич
  • Статников Борис Шмулевич
  • Бойко Генрих Харитонович
  • Фастовский Мордух Хаймович
  • Лобанов Виктор Геннадьевич
  • Каплун Лев Исаакович
SU715916A1
JP 9095701 A, 08.04.1997.

RU 2 364 469 C1

Авторы

Акименко Владимир Борисович

Гуляев Игорь Алексеевич

Гаврилов Сергей Анатольевич

Гаврилов Владимир Анатольевич

Секачев Михаил Алексеевич

Калашникова Ольга Юрьевна

Липгарт Ирина Андреевна

Белоусов Борис Павлович

Серегина Наталия Викторовна

Довгань Елена Ивановна

Корзников Олег Владимирович

Даты

2009-08-20Публикация

2008-05-29Подача