Способ изготовления пористых алюминиевых гранул Советский патент 1983 года по МПК B22F9/04 

ел

00

4

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения порошковых алюминиевых материалов.

Известен способ получения пористых гранул, включающий прокатку металлических порошков с наполнителем в пористую ленту и ее измельчение 1 .

Однако известный способ позволяет получить гранулы с высокой пористостью только из порошков разветвленной формы, отличающихся хорошей формуемостью за счет механического зацепления частиц.

Кроме того, прокатка сферических алюминиевых порошков не позволяет получать достаточно прочные заготовки с относительной пористостью более 25-30%. Введение наполнителя в порошок с целью увеличения пористости не всегда возможно, так как продукты сгорания наполнителя загрязняют материал, что е допусти- . МО, например, при изготовлении анодов электролитических и оксидно-полупроводниковых конденсаторов.

Известен способ получения пористых цинковых гранул, включающий впрыскивание струи расплава в плоскую струю воды, дробление струи расплава, оплавление частиц и охлаждение полученных пористых гранул 2J .

Указанный способ также не позволяет получать гранулы с высокой пористостью, так как при соударении расплавленных частиц происходит их деформирование, центры частиц сближаются и получаемые гранулы име1ют невысокую пористость.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения металлических гранул, включающий спекание свободно насыпанного порошка в неокислительной атмосфере и размол массы для получения порошка с агломерированными частицами з .

Однако и данный способ не позволяет получать алюминиевые гранулы с высокой пористостью, так как спекание алюминиевого порошка в состоянии свободной насыпки возможно лишь при 650-655°С за счет частичного образования жидкой фазы, разрывающей окисную пленку на частицах. При этом процесс образования жидкой фазы практически невозможно контролировать, вследствие чего получаемый материал имеет .низкую и неравномерную по объему пористость.

Цель изобретения - увеличение пористости и равномерности ее распределения в объеме пористых алюминиевых гранулах.

Для достижения поставленной цели согласно способу изготовления пористых алюминиевых гранул, включающему спекание алюминиевого порошка и размол полученной массы на гранулы, спекание алюминиевого осуществляют при 600-620с под давлением 1-3 МПа.

Способ осуществляют следующим образом.

Алюминиевый порошок насыпают равномерным слоем, посредством пуансона или грузов прикладывают к нему давление 1-3 МПа и спекают при 600-б20с. После спекания пористый лист разрушают на гранулы.

Физическая сущность заключается в следующем.

Под действием приложенного внешнего давления в области контакта между частицами порошка возникают локальные напряжения, намного превышающие внешнее давление. Цод действием локальных напряжений происходит деформирование контактной области, разрушение оксидной пленки и образование металлических контактов между частицами. Это создает необходимые условия для диффузионного массопереноса и образования ме жчастичных контактов. Под действие М локальных напряжений возникает дополнительный град1;:.:нт концентрации вакансий, вследствие чего интенсифицируется диффузионный массопе)енос и .ускоряется рост межчастичных контактов. Небольшая величина внешнего давления предопределяет незначительное уплотнение порошкового материала, вследствие чего пористость спеченного конгломерата приближается к пористости алюминиевого порошка в состоянии свободной насыпки. При давлении более 3 МПа увеличивается вклад пластической деформации в уплотнение порошка, падает пористость материала, увеличивается прочность. Э требует интенсификации режимов размла , время), что, в свою очередь,, приводит к деформированию поверхности получаемых алюминиевых гранул, снижению проницаемости и равномерности распределения пористоти. При внешнем давлении менее 1 МП прочность получаемого материгша падает, а в процессе его размола на гранулы 70-80% массы разрушается в исходный порошок.

Температура 600-620 С является оптимальной с точки зрения активирования процесса спекания и формрования прочностных свойств конгломерата.

Пример 1. Алюминиевый порошок марки ПА-Вч с размером частиц 10-30 Мкм насыпают равномерным елоем на керамическую пластину, на порошок устанавливают такую же плас.тину, к которой прикладывают давление 1МПа и спекают при 620°С. Полученный пористый лист размалывают на гранулы в шаровой мельнчде. Прлугенные гранулы . имеют раз,viep 0,1 - 0,8 мм и пористость 40%.

Пример 2. Порошок спекают под давлением 3 МПа и температуре . Гранулы имеют размер 0,51,2 мм и пористость 36%.

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет повысить пористость алюминиевых гранул на 30% и равномерность распределения пористости на 20%.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ АЛЮМИ Н НЕ ВЫХ Г РАН УЛ, вкЛючающий спекание алюминиевого порошка и размол полученной массы на гранулы, отличающий ся тем, что, с целью увеличения пористости и равномерности ее распределения н объеме пористых алюминиевых гранул, спекание алюминиевого порошка .осуществляют при 600-620°С под давлением 1-3 МПа. (Л с