Способ обработки порошка на основе железа Советский патент 1979 года по МПК B22F1/00 

/ Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к терми ческой обработке порошка на основе железа, полученного распылением. Известен способ обработки порошков углеродистых и легированных сталей, полученных распылением, заключающийся в том, что порошок подвергают отжигу при температуре 600-1250 в инертном газе, например аргоне 1 Недостатком известного способа является то, что для получения порош ка соответствующего качества путем непрерывного удаления продуктов реак ции необходимо проводить отжиг и охлаждение порсяяка в инертном газе, что усложняет аппаратурное офо1ж«ление процесса и существенно повышает себестоимость порсядка. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ обработки порошков железа и стали, полученных распьшенйем, заключающийся в том, что порошок подвергают отжигу в закрьлтых контейнерах при температуре ЭОО-ЮЗО С в течение 3-4 ч 2 . Недостатком известного способа является то, что качество готового порошка получается невысоким вследствие повышенного содержания кислорода и углерода в нем. Целью изобретения является повышение качества порошка. Для достижения прставленнод. цели предложен способ обработки порсяпка на основе железа, включающий отжиг в изолированном объеме, причем отжиг ведут в присутствии материала, активно поглощающего кислород и углерод. В качестве материала, активно поглощающего кислород и углерод, используют материал, выбранный из группы - титан, гидрид титана, марганец, кальций, а отжиг ведут в- течение 2-х часов при температуре 800-1250°С. Для того, чтобы обеспечить минимальное содержание материала, активно поглощакидего углерод и кислород, необходимо продукты реакции восстановления (СО и СО) непрерывно удалять из зоны реакции. Это можно.осуществить, если изолированный затвор позволяет выходить из объема избыточному газу. В качестве такого объема лучше всего йспоЛьзовать изолированный контейнер с плавким затвором. В качестве плавкоРО затвора используют стекло в виде Йоя или шариков с температурой размягчения бОО-бЗОс. Распыленный порошок засыпают в изо лированный контейнер г сверху насыпают слой порошкообразногоматериала, активно поглоа агощего кислород и углерод, например титан, гидрид титана, марганец, кальций. Плавкий затвор помещают на Аоверхность этого слоя. При нагреве в контейнере за счет реак ций восстановления создается избыточное давление продуктов реакции, которое препятствует попаданию окружа-щёго воздуха в контейнер до тех пор, пока не произошло размягчение плавкого затвора. Продукты; реакции свободно удаляются из контейнера, при размяГчении плавкого затвора контейнер изолируется, после чего продукты реакции частично диффундируют через плавкий затвор, а частично поглощают ся материалом, активно поглощающим и 1 йслород. После окомчания процесса восстановления контейнер охлажда ется, При охла.ждении плавкого затвора до он затвердевает и контейнер полностью герметизируется. При охлаждении обыч но увелйчй;вается содержание кйслород и углерода в. порошка. Этот избыточны кислород и углерод поглощается материалом- поглотителем, в присутствии которого ведут отжиг. После затвердевания плавкого затвора в контейнере создается вакуум, что приводит к дополнительной очистке порошка. Затем контейнер охлаждают до комнатной тем пературы, плавкий затвор разбивают и восстановленный порошок отделяют от поглотителя, который может использоваться повторно. П р и м ер I. Расплав стали с содержанием углерода 0,4% распыляют воздухом в воду. После сушкиполучайтпо здшбк: с размером ..ii-O,.8+0,1, который содержит 0,8% кис лорода и 0,35% углерода.. Такимобразом/ соотношение О/С 0,8/0,,2. Рас.пыленный порошок засыпают в контейнер; слоем 10 см. Сверху помещают сЛбЙ титановой губки толщиной 1 см На титановую губку насыпают слой стеклянных шариков. Контейнер помеща ют в печь, где в течение 1 ч темпера туру повышают до 950°С, после чего : следует вьдержка в печи при этой тем пературе в течение 2 ч. После этого конте йнер вынимают из печи и охлаждают до комнатной температуры и поро tiiok отделяют от титановой губки, которая может использоваться повторно. В результате получают порсянок железа с содержанием кислорода 0,12% и угле рода 0,05% R р и м ё р 2. Расплав стали с содержанием углерода 0,4% распыляют воздухом в воду. После сушки получают порошок е размером часдагц ,8+0,4, который содержит 0,8% кис юрода и 6,35 % углерода. Таким образом, соотношение ,8/0,,2 Распыленный порошок засыпают в контейнер слоем 10 см. Сверху помещают слой порошка марганца толщиной 1 см. На поверхность марганца насыпают слой стеклянных шариков. Контейнер помещают в печь, где в течение 1 ч температуру повышают до 95()с, после чего следует вьщержка печи при этой температуре в течение 2 ч. Затем контейнер извлекают из печи и охлаждают до комнатной температуры и.порошок отделяют от порошка марга ца, который может использоваться повторно. В результате получают порошок железа с содержанием кислорода 0,20% и углерода 0,06%. Пример 3. Сталь 2Ori2M расплавляют с добавкой 2% углерода. Расплав распыляют воздухом в воду. В резУльтате получают порошок с размером частиц -0,4+0,1, содержащий 1,8% углерода и 3% кислорода. Таким образом, соотношение О/С 3/1,8 1,6. Распыленный порошок засыпают в контейнер cnoett 10 см. -Сверху помадают слой титановой губки толщиной 1 см, ,. ffa титановую губку насьгпают слой стеклянных шариков. Ко.нтейнер помещают в печь, где в течение 1 ч температуру повышают до после чего, следует выдержка печи при этой температуре в течение 2 ч. Затем контейнер извлекают из печи, охлаждают, до комнатной температуры, и порошок отделяют от титановой губки, которая может использоваться повторно В ре:зультате получают стальной порошок с содержанием кислорода 0,18% и углерода 0,11%. Полученный порошок стали приблизительно соответствует марке 15Н2М. Предложенный способ позволяет получать порошок с низким содержанием углерода и кислорода без применения специализированных печей для отжига, на любом печном оборудовании термического цеха, например в условиях металлургического цеха. Формула изобретения 1. Способ обработки порошка на основе железа, включающий отжиг в изолированном объеме, отличающи йс я тем, что, с целью повышения качества распыленного порсяпка, отжиг ведут в присутствии материала, активно поглощающего кислород и углерод. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве материала, активно поглощающего кислород и углерод, используют материал, выбранный из группы титан, гидрид титана, марганец, кальций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент Англии 1435140, кл. С 7 D,l971.

2.Федорченко И. М. и Андриевский Р. А, Основы порошковой металлургии. Киев, 1961, с. 84-85.