Способ получения спеченных пористых материалов Советский патент 1980 года по МПК B22F3/11 B22F3/26 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению спеченных пористых филь рующих материалов с заданным порораспределени методом-пропитки рас плавленным металлом. Известен способ получения спечен ных пористых материалов с порами одинакового размера, который предус матривает прессование порошка, спек ние заготовки и последующее осаждение в крупных порах металлов путем пропускания через заготовку газовой смеси хлоридов металлов с водородом При этом крупные поры становятся меньше и их размер приближается к однородному 11. Недостатком известного способа является сложность осуществления процесса продувки пористой заготовки паро-газовой смесью, содержащей химически активные хлориды металлов Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения спеченных пористых изделий на основе железа, припитанных магнием, который заключается в прессовании порошка, спекании заготовки и ее последующей пропитке расплавом магния под давлением 2 . Однако известный способ не позволяет получать пористые материалы с требуемым распределением размера пор, что ухудшает фильтрующие свойства изделий в процессе |ИХ эксплуатации. Целью изобретения является обеспечение возможности регулирования размера пор. Для достижения поставленной цели предложен способ получения спеченных пористых изделий, который отличается от известного тем, что после пропитки заготовку подвергают продувке газом для удаления избытка пропитывающего металла. Сущность предложенного способа заключается в следукадем. Спеченную из металлического порошка пористую заготовку фильтрующего элемента (с пористостью не менее 20%) устанавливают в герметизирующем устройстве, через которое не проникает расплавленный металл, снабженном с одной стороны камерой таким образом, чтобы одна из поверхностей заготовки, перпендикулярная заданному направлеHVHo фильтрации, -была обращена во внутрь камеры, а периферийная поверхность заготовки, не участвующая в фильтраци-и, была окружена герметизирующим устройством. Это необхолиМО для того, чтобы обеспечить проницаемость фильтрующего элемента в заданном направлении фильтрации. В камеру помещают определенное количество металлического материала, более легкоплавкого по сравнениюс материалом заготовки, расплав которого должен, быть смачивающим по отношению к материалу заготовки.. Затем .нагревают металлический материал, находящийся в камере, до температуры Плавления. После этого в камере создают избыточное газовое давление и под давлением полностью пропитывают поры заготовки расплавленным металлом. Затем снимают давление,удаляют избыток расплава из к амеры, после чего в камере повторно создают избыточное газовое давление, величину которого выбирают из -соотношения:Р - - , где Ь - поверхностное натяжение пропитывающего материала, Н/м; © - краевой угол смачивания заготовки пропитывающим материалом, град; d - заданный минимальный размер пор, .м, Затем продувают заготовку газом в направлении фильтрации для улале;шя избытка пропитывающего материала. При этом происходит выдавливани расплава из пор заготовки, размер которых превышает заданный мини,маль ный размер d, в то время как осталь ные, более мелкие, поры остаются заполненными расплавом вследствие противодействия капиллярного давлен которое в этих порах превышает давл ние в камере. Газ из камеры начинае вытекать через раскрывииеся поры за готовки. После этого удаляют избыто расплавленного .металла, вьвдавившего-ся, из пор, снимают избыточное давление и прекращают продувание заготовки , оклаяэдают спеченную основу до кристаллизации пропитавшего ее металла и извлекают полученное изделие из композиционного материала из герметизирующего устройства. Пример. Спеченную из медного порошка заготовку фильтрующего элемента с пористостью 3б% и минимальным размером пор 2,4 мкм, имеющую форму диска диаметром 30 мм и толщиной 3 мм, полностью пропитывают расплавом олова. при температуре 2бО°С, а затем продувают воздухом при давлении в камере 5,4 атм. Коэффициент поверхностного натяжения расплавленного олова составляет 6,5 10 Н/м, а угол смачивания Hivi поверхности меди равен нулю. После продувки и кристаллизации расплава в порах изделие имеет пористость 29% и минимальный размер пор 6 мкм в соответствии с расчетной формулой. Использование предложенного способа обеспечивает получение пористого материала.изделий с заданным минимальным размером пор, что повышает пропускную способность спеченного фильтрующего материала. Формула изобретения Способ получения спеченных пористых материалов, включакщий прессова5ыие порошка, спекание заготовки и последуМ1г{ую пропитку расплавом мет;алла под давлением, отличающ и и с я тем, ЧТО; с целью обеспечения возможности регулирования размера пор, после пропитки заготовку подвергают продувке газом для удаления избытка пропитывающего металла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 34573, кл. .10 А 60 3, опублик. 1972. 2.Патент СШЙ. № 3902892, кл. 75-58, опублик .1975.