Способ получения никелевого порошка из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной Российский патент 2024 года по МПК B22F9/14 B23H1/00 

Описание патента на изобретение RU2829391C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к переработке отходов никелевых сплавов. В промышленности для получения порошков никеля применяют физические и физико-химические методы.

Известен Способ получения порошков из жаропрочных никелевых сплавов [Патент РФ №2627137, B22F 9/10, опубл. 03.08.2016 г.], включающий плавление вращающейся цилиндрической литой заготовки потоком плазмы, направленным на ее торец, с обеспечением центробежного распыления расплава и образованием частиц, затвердевающих в микрослитки при полете в атмосфере холодной плазмообразующей смеси газов, содержащей инертные газы и водород, отличающийся тем, что в плазмообразующую смесь газов дополнительно вводят азот и поддерживают его концентрацию в смеси на уровне, обеспечивающем путем ионизации газов в потоке плазмы и взаимодействия ионов с расплавом насыщение расплава азотом до уровня, превышающего предельную растворимость его в твердом растворе, характерную для жаропрочных сплавов на никелевой основе, при этом обеспечивают охлаждение микрослитков в холодной плазмообразующей смеси газов со скоростью не менее 103°C/с.

Недостатком данного способа является энерогозатратность и необходимость ввода дополнительных реагентов, что снижает экономическую эффективность, требует строго соблюдения технологического процесса, что снижает производительность труда и извлечение порошка никеля в готовую продукцию.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка [Патент РФ 2332280 С2, B22F 9/14, 30.06.2006], в котором порошок получают путем зажигания разряда между двумя электродами, один из которых катод, который выполняют из распыляемого материала в виде стержня, диаметром 10≤d≤40 мм. В качестве другого электрода-анода используют электролит (техническая вода). Процесс получения порошка ведут при следующих параметрах: напряжение между электродами 500≤U≤650 В, ток разряда 1,5≤I≤3 А, расстояние между катодом и электролитом 2≤l≤10 мм. Весь процесс ведут при атмосферном давлении.

Недостатком прототипа является невозможность получения порошков-сплавов с равномерным распределением легирующих элементов, высокие энергетические затраты, необходимость наличия трехфазной энергетической сети.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения мелкодисперсного тугоплавкого порошка никеля правильной сферической формы из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами, малотоннажностью и экологической чистотой процесса.

Поставленная задача достигается способом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) отходов никеля ПНК-0Т1 в воде дистиллированной. Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.

На фиг. 1 - микрофотография частиц порошка; на фиг. 2 - интегральная кривая (1) и гистограмма (2) распределения по размерам частиц порошка; на фиг. 3 - спектрограмма элементного состава частиц порошка; на фиг. 4 - дифрактограмма фазового состава частиц порошка.

Пример 1

На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной при массе загрузки 675 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

- емкость конденсаторов 20,0…24,0 мкФ;

- напряжение на электродах от 40…50 В;

- частота следования импульсов 30…45 Гц.

Данные режимы получения никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования протекает не стабильно, поскольку имеет место слабое искрообразованием между гранулами диспергируемого материала.

Пример 2

На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной при массе загрузки 635 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

- емкость конденсаторов 60,0 мкФ;

- напряжение на электродах от 100 В;

- частота следования импульсов 105 Гц.

Полученный порошок исследовали различными методами.

Микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью растрового электронного микроскопа «QUANTA 600 FEG», показал, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов никеля марки ПНК-0Т1, состоит в основном из частиц правильной сферической, эллиптической формы и агломератов (фиг. 1).

Анализ распределения по размерам частиц порошка, полученного с помощью анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec», показал, что частицы порошка имеют размеры от 0,26 до 18,62 мкм со средним объемным диаметром 5,2 мкм (фиг. 2).

Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы «EDAX», встроенного в растровый электронный микроскоп «QUANTA 600 FEG», показал, что на поверхности частиц порошка, полученного методом ЭЭД из отходов никеля марки ПНК-0Т1, присутствует кислород (фиг. 3).

Анализ фазового состава частиц порошка, проведенный с помощью рентгеновской дифракции на дифрактометре «Rigaku Ultima IV», показал, что наличие в рабочей жидкости кислорода приводит к образованию оксидных фаз NiO (фиг. 4).

Проведенные исследования показали, что способ электроэрозионного диспергирования отходов никеля марки ПНК-0Т1 в дистиллированной воде позволяет получить мелкодисперсный порошок никеля, пригодный для промышленного применения.

Пример 3

На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной при массе загрузки 600 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

- емкость конденсаторов 64,0…65,0 мкФ;

- напряжение на электродах от 170…180 В;

- частота следования импульсов 150…160 Гц.

Данные режимы получения никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования носит взрывной характер и протекает нестабильно.

Похожие патенты RU2829391C1

название год авторы номер документа
Способ получения железохромоникелевых порошков из отходов сплава Х25Н20 в дистиллированной воде 2024
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Агеева Анна Евгеньевна
  • Агеев Евгений Викторович
  • Букреев Артем Станиславович
  • Тарасов Юрий Александрович
RU2824009C1
Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной 2022
  • Агеев Евгений Викторович
  • Поданов Вадим Олегович
  • Агеева Анна Евгеньевна
RU2779730C1
Способ получения безвольфрамового твердосплавного порошка из отходов сплава ТН20 в дистиллированной воде 2024
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Агеева Анна Евгеньевна
  • Агеев Евгений Викторович
RU2827580C1
Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т5К10 в воде дистиллированной. 2022
  • Агеев Евгений Викторович
  • Королев Михаил Сергеевич
  • Поданов Вадим Олегович
  • Агеева Анна Евгеньевна
RU2784147C1
Способ получения безвольфрамового твердосплавного порошка из отходов сплава ТН20 в изопропиловом спирте 2024
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Агеева Анна Евгеньевна
  • Агеев Евгений Викторович
RU2824011C1
Способ получения титановых порошков сферической формы из отходов сплава ОТ4 в дистиллированной воде 2024
  • Агеев Евгений Викторович
  • Агеева Анна Евгеньевна
  • Переверзев Владимир Олегович
RU2824646C1
Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном 2022
  • Агеев Евгений Викторович
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Поданов Вадим Олегович
RU2784145C1
Способ получения порошка молибдена электроэрозией молибденовых отходов 2023
  • Хорьякова Наталья Михайловна
  • Агеев Евгений Викторович
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Агарков Никита Сергеевич
  • Садова Кристина Викторовна
RU2804892C1
Способ получения вольфрамового порошка из отходов вольфрама марки ВА в воде дистиллированной 2024
  • Агеев Евгений Викторович
  • Улитин Дмитрий Алексеевич
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Агеева Анна Евгеньевна
RU2829396C1
Способ получения свинцово-латунных порошков из отходов сплава ЛС58-3 в дистиллированной воде 2023
  • Агеев Евгений Викторович
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Аболмасова Лилия Сергеевна
RU2795306C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 829 391 C1

Реферат патента 2024 года Способ получения никелевого порошка из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения никелевого порошка. Может использоваться при переработке отходов никелевых сплавов. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной при ёмкости конденсаторов 60,0-62,0 мкФ, напряжении на электродах 95-105 В и частоте следования импульсов 100-110 Гц. Обеспечивается получение порошка правильной сферической формы при невысоких энергетических затратах, малотоннажности и экологической чистоте процесса. 4 ил., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 829 391 C1

Способ получения никелевого порошка, характеризующийся тем, что порошок получен путем электроэрозионного диспергирования отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной при ёмкости конденсаторов 60,0-62,0 мкФ, напряжении на электродах 95-105 В и частоте следования импульсов 100-110 Гц.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2829391C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКО- И УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ 2003
  • Магнитский Ярослав Юрьевич
  • Воздвиженский Александр Витальевич
  • Журавель Сергей Николаевич
  • Козярук Олег Иванович
RU2296649C2
Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной 2019
  • Агеев Евгений Викторович
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Хардиков Сергей Владимирович
  • Щербаков Андрей Владимирович
RU2699479C1
Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном 2022
  • Агеев Евгений Викторович
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Поданов Вадим Олегович
RU2784145C1
Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной 2022
  • Агеев Евгений Викторович
  • Поданов Вадим Олегович
  • Агеева Анна Евгеньевна
RU2779730C1
WO 2021019303 A1, 04.02.2021
JP 2012177178 A, 13.09.2012
US 20070101823 A1, 10.05.2007.

RU 2 829 391 C1

Авторы

Агеев Евгений Викторович

Улитин Дмитрий Алексеевич

Агеева Екатерина Владимировна

Агеева Анна Евгеньевна

Даты

2024-10-30Публикация

2024-04-12Подача