СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА Советский патент 1995 года по МПК B22F9/10 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения порошковых материалов, преимущественно порошка-гранул из сложнолеги- рованных сплавов на основе никеля, титана или тугоплавких металлов методом центробежного распыления расплава.

Целью изобретения является повышение выхода годного за счет сужения фракционного состава получаемого материала и снижения потерь металла при подготовке заготовок и их плавлении.

Способ получения металлического порошка материала, преимущественно порошка-гранул из сложнолегированных сплавов на основе никеля, титана или тугоплавких металлов, включает механическую обработку заготовок, подачу нескольких заготовок в зону плавления толкателем, плавление заготовок, разливку, подогрев расплава и центробежное распыление в среде инертных газов. Подачу заготовок в зону плавления осуществляют толкателем, выполненным из материала заготовки, а подогрев расплава проводят при разливке путем введения струи жидкого металла в поток плазмы.

П р и м е р 1. Ставилась задача получить металлический порошковый материал, преимущественно порошок-гранулы опытного титанового сплава типа ВТ6 из заготовок ⊘ 55 мм55 мм и оценить баланс металла.

Плавление заготовок осуществлялось в установке плазмой в гарнисажном тигеле, выполненном из сплава ВТ6, при силе тока плазменной струи 1000 А и напряжении 42 В в среде инертного газа, состоящего из 80% гелия и 20% аргона, очищенного от примесей влаги и кислорода до 70 и 30 ррт соответственно, при давлении 0,1-0,15 МПа.

Подогрев расплава в гарнисажном тигле вели плазменной струей основного плазмотрона, осуществлявшего плавление заготовки. При стекании с носка тигля расплав вводили непосредственно в плазменный поток второго плазмотрона, работающего на токе 550 А и напряжении 43 В и в совместно с тепловым потоком перегретую на последнем отрезке пути струю подавали в гранулятор, вращающийся со скоростью 6500 об/мин. Гранулы крупностью 550-650 мкм составили 99,4% Подача в зону плавления заготовок осуществлялось толкателем, к которому жестко прикреплялись заготовки. Толкатель был выполнен из того же сплава ВТ6. Подаваемые в зону плавления заготовки не имели выступов и выемок. Огарков в конце плавления не оставалось. Выход годного в виде порошка-гранул крупностью 550-650 мкм от массы переплавленных заготовок составил 98% Примерно 0,8-1,0% от массы переплавленных заготовок пошло на увеличение массы гарнисажа в тигле и испарение.

П р и м е р 2. Ставилась задача получить металлический порошковый материал, преимущественно порошок-гранулы размером 200-100 мкм сплава на никелевой основе типа ЭИ 698 из заготовок ⊘ 55 мм55 мм и оценить баланс металла.

Плавление трех заготовок осуществлялось в установке плазмой в гарнисажном тигле, выполненном из того же никелевого сплава ЭИ 698 при параметрах работы основного плазмотрона на 1000-1050 А напряжении 42 В в газовой среде, состоящей из 80% гелия и 20% аргона. Плазмотрон подогрева работал на параметрах 600 А и напряжении 43 В. Гранулятор работал на 9000 об/мин.

Гранулы крупностью 200-100 мкм составили 98,3% Масса гарнисажа увеличилась на 1,1% Мелкая пылевидная фракция порошка составила 0,55% заготовки были переплавлены полностью. Загрязнений и расплава и гранул не обнаружено.

П р и м е р 3. Для сравнения выхода годного при получении металлического порошкового материала, преимущественно порошка-гранул по способу, принятому за прототип, и по предложенному способу были переплавлены все заготовки из титанового сплава типа ВТ6 ВТ6 ⊘ 55 мм55 мм длиной, как в примере 1, равной 700 мм. В результате при тех же оборотах гранулятора 6500 об/мин полученный порошок-гранулы размером 550-650 мкм составляют 94,4-95,1% Остальные гранулы имели размер более 650 мкм, которые были удалены в отсев. Кроме того, от каждой заготовки оставались огарки длиной 80 и 85 мм, что составляет 11-12% от массы заготовок.

Аналогичные результаты получены при плавлении и распылении заготовок сплавов на никелевой основе при плавлении заготовок высокочастотным нагревательным устройством.

Предложенный способ получения металлического порошкового материала, преимущественно порошка-гранул из сложнолегированных сплавов на основе никеля, титана или тугоплавких металлов по сравнению с известными позволяет:
повысить выход годного на 13-17% в том числе за счет сужения фракционного состава порошка;
гранулы на 3-5% и за счет снижения потерь металла на 10-12% при подготовке заготовок и их плавлении;
свести к минимуму трудозатраты на подготовку заготовок и их плавление и требования к заготовкам, подаваемым в зону плавления по механической прочности, по геометрической форме, по качеству поверностной обработки.

Сущность изобретения заключается в том, что исходные заготовки подвергают в установке плазмой в гарнисажном тигле, выполненном из сплава ВТ 6 при силе тока плазменной струи 1000 А и напряжении 42 В в среде инертного газа, состоящего из 80% гелия и 20% аргона, очищенного от примесей влаги кислорода до 70 и 30 ррт соответственно, при давлении 0,1 - 0,15 МПа. Подогрев расплава в гарнисажном тигле ведут плазменной струей основного плазмотрона, осуществляющего плавление заготовки. При стекании с носка тигля расплав вводят непосредственно в плазменный поток второго плазмотрона, работающего на токе 550 А и напряжении 43 В и совместно с тепловым потоком перегретую на последнем отрезке пути струю подают в гранулятор, вращающийся со скоростью 6500 об/мин. Подачу в зону плавления заготовок осуществляют толкателем, к которому жестко прикрепляют заготовки. Толкатель выполняют из того же сплава ВТ6. Подаваемые в зону плавления заготовки не имеют выступов и выемок. Огарков в конце плавления не остается. Выход годного в виде порошка - гранул составляет 98%. Способ позволяет повысить выход годного,свести к минимуму трудозатраты на подготовку заготовок.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА, преимущественно порошка-гранул из сложнолегированных сплавов на основе никеля, титана или тугоплавких металлов, включающий механическую обработку заготовок, подачу нескольких заготовок в зону плавления толкателей, плавление заготовок, разливку, подогрев расплава и центробежное распыление в среде инертных газов, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного за счет сужения фракционного состава получаемого материала и снижения потерь металла при подготовке заготовок и их плавлении, подачу заготовок в зону плавления осуществляют толкателем, выполненным из материала заготовок, а подогрев расплава проводят при разливке путем введения струи жидкого металла в поток плазмы.