Способ получения пористого материала Советский патент 1993 года по МПК B22F3/10 C22C1/04 

лий, получаемых без предварительного наложения нагрузок (уплотнения) перед синтезом. Это явно проявляется при изготовлении длинномерных и сложной формы пористых изделий, поскольку получить прессовку с равномерной плотностью у таких изделий достаточно сложно. Недог статок данного способа проявляется в виде осыпания сКа лывания порошков из изделия, а, также в, виде абразивного износа при фильтрации .жидких и газообразных сред, содержащих твердые включения. Поэтому у пористых Изделий, получаемых данным способом, необходимо увеличить размеры с целью повышения прочности, что приво- дит к повышению материалоемкости изделий.

Целью изобретения является пов/ы- шение механических характеристик ма-; териала, обеспечение возможности регулирования размера пор.

Цель достигается тем, что и способе получения пористого материала саморасп- ространяющимся высокотемпературным синтезом, включающем перемешивание порошков никеля и алюминия, загрузку их в форму и реактор, инициирование синтеза, синтез, согласно изобретению при смешиваний дополнительно вводят порошки самофлюсующихся сплавов на основе никеля.

Поставленная цель регулирования размера пор достигается тем, что Дополнительно вводимые порошки самофлюсующегося сплава берут с фракционным составом; отличающимся от фракционного состава порошков никеля и алюминия.

. Самофлюсующиеся порошки обеспечивают после синтеза никелидов алюминия надежное сцепление, пористого каркаса, кроме этого самофлюсующийся порошок сам участвует в синтезе, образуя новые типы связей внутри пористого материала. Так бор и хром, входящие в состав самофлюсующихся порошков, увеличивают твердость и коррозионную стойкость получаемого материала, углерод повышает твердость за счет образования карбидов и способствует удалению кислорода из порошков в процессе синтеза. Железо способствует образованию пластичных связей внутри материала получаемой пористой структуры. Добавка самофлюсующихся порошков до 50 мас.% обеспечивает получение пористого материала с повышенными прочностными и корро- зионными характеристиками. .Введение самофлюсующихся порошков при смешивании обеспечивает равномерное их распределение в объеме пористого материала и качественное реагирование при синтезе. Введение всех ингредиентов, присутствующих в составе самофлюсующегося порошка, по отдельности не обеспечивает того качества и эффекта, который да-ет самофлюсующийся порошок. Количество самофлюсующегося порошка обеспечивает образование карбидов, боридов и силицидов в общепринятых пределах 3-5%.

Количественное изменение компонентов в составе самофлюсующихся порошков,

0 обусловленное их типом или маркой, повышает или понижает коррозионные и механи- ческие свойства получаемых пористых материалов, но они не снижаются ниже уровней прототипа. Так самофлюсующиеся

5 сплавы по химическому составу аналогичны известным маркам ПГ-СР, СНГН, отличаются только содержанием кислорода и незначительно других примесей, а также делением на классы по гранулометрическо0 му составу.

Поскольку самофлюсующийся порошок, а конкретнее никель в его составе, реагирует с алюминием, то при замене в

количественном отношении порошок нике5 ля, на более крупный самофлюсующийся порошок, происходит увеличение размера по.р синтезируемого материала.

Сравнение предложенного способа получения пористого материала с извест0 ным проведено на одинаковых образцах, примеры конкретного выполнения и полученные результаты представлены в примерах (3-7) и обобщены в табл. 1. Для удобного сравнения результатов и идентичности, раз5 меры образцов выбраны по прототипу и составляют, диаметр, 26 мм, высота 20 мм. Предложенный способ получения пористых материалов включает смешение в течение б ч в биконусном смесителе порошков - нике0 ля крупностью менее 63 мкм, алюминия ПА- 4 крупностью менее 160 мкм, введение самофлюсующихся порошков марки ПР- НХСР, загрузку в форму, инициирование синтеза от источника тепла, синтез. По5. скольку прочность полученных образцов прямо пропорциональна их пористости, то для сравнения выбирали образцы с одинаковой пористостью, как у прототипа.

Для сравнения влияния крупности са0 мофлюсующегося порошка на пористость и размер пор использовали самофлюсующийся порошок ТУ-14-1-3785-84 марки FTP- Н70х17С4Р4 с крупностью менее 63 мкм (пример 8) и крупностью 40-160 мкм (при5 мер 9) остальные режимы аналогично примеру 4. Сравнение крупности пор образцов показало увеличение размера пор более 32 мкм у образца от примера 9 (см. табл.2)

Повышение прочности, коррозионной бойкости, изменение пористости у пористых образцов, полученных предложенным способом, подтверждены не только для алюминидов никеля с массовой долей алюминия 31,4%, ной для всего интервала значений содержания алюминия от 13,9% до 31.4, т.е. от содержания NisAl до NIAI.

Использование предлагаемого способа получения пористых материалов обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: повышение механической прочности пористых материалов до 120%, что позволяет снизить размеры изделий и их материалоемкость, не снижая прочностных характеристик; снижение абразивного износа и повышение коррозионной стойкости пористых материалов вследствие образования соединений с повышенной твердостью и стойкостью; возможность регулирования размера пор у материала, не меняя составов исходных порошков никеля и алюминия.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ получения пористого материала, включающий приготовление шихты из

термореагирующих компонентов смешиванием порошков никеля и алюминия, загрузку в форму и инициирование высокотемпературного самораспространяющегося синтеза, отличающийся тем, что, с целью повышения механических характеристик, в шихту вводят порошок самофлюсующегося сплава на основе никеля, системы никель-хром-бор-кремний-углерод-железо в

количестве до 50 мас.%, причем порошок никеля берут в количестве меньшей на величину содержания никеля в порошке самофлюсующегося сплава.

2. Способ по п.1, от ли ч а ю щи и с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования размера пор, порошок самофлюсующегося сплава берут с фракционным составом, отличающимся от фракционного состава порошков никеля и алюминия.

3. Способ по п.1, о т ли ч а ю щи и с я тем, что порошок самофлюсующегося сплава берут марок ПГ-СР, ПР-ХНСР, или СНГИ.

Т.а блица 1

Продолжение табл. 1

Таблица 2