способ компактирования порошка
Классы МПК: | B22F3/02 уплотнение B22F7/00 Изготовление составных слоистых материалов, заготовок или изделий с использованием металлических порошков путем спекания порошка с одновременным уплотнением или без него C23C24/04 осаждение частиц за счет удара или кинетической энергии |
Автор(ы): | Нестерович Н.И., Константиновский В.А., Куклин В.М., Однорал В.П. |
Патентообладатель(и): | Научно-производственное объединение "Интерфакт", Нестерович Николай Иванович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-10-06 публикация патента:
10.07.1996 |
Изобретение можно использовать для формования изделий и для напыления покрытий. Сцепление частиц порошка с твердой поверхностью обеспечивается физическими процессами, происходящими в зоне контакта при высокоскоростном соударении. В способе частицы порошка ускоряются перегретым паром (в частности водяным паром). 2 з.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Способ компактирования порошка, включающий ускорение металлических или композиционных частиц и нанесение их на изделие газовым потоком, отличающийся тем, что в качестве рабочего газа используют перегретый пар. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего газа используют водяной перегретый пар. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перегретый пар после использования конденсируют, а конденсат вместе с оставшимися и/или добавленными частицами наносимого материала используют по замкнутому циклу при регенерации паропорошковой смеси.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии динамического компактирования и нанесения покрытий. Известны способы напыления, основанные на явлении компактирования порошкового материала при столкновении с твердой поверхностью расположенных частиц, имеющих скорость 50 100 м/с. Распыление и перенос диспрегированного материала осуществляется с помощью газовой или плазменной струи. Нераспыленные металлические частицы компактируются при скорости соударения порядка нескольких сотен метров в секунду. Высокую скорость газопорошковой смеси получают с помощью сверхзвукового сопла. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ напыления покрытий, в котором применяют сверхзвуковое сопло, а в качестве ускоряющего газа используют нагретый до 200 500oC воздух (Метод "холодного" газодинамического напыления /Алхимов А.П. Косарев В.Ф. Нестерович Н.И. Напарин А.Н.//Тез. докл. Международного рабочего совещания "Высокотемпературные запыленные струи в процессах обработки порошковых материалов", Новосибирск, 1988. Новосибирск: ИТО СО АН СССР, 1988, с. 100 - 103). Способ-прототип имеет следующие недостатки:-необходим воздушный процессор среднего давления;
-мелкодисперсные порошки железа, титана, меди и некоторых других металлов в нагретом воздухе интенсивно окисляются;
-воздушная струя не обеспечивает необходимую скорость частиц для материалов с температурой плавления выше 1000oC;
-образуется большое количество отработанного запыленного воздуха. Перед изобретением поставлена задача:
-удешевить технологию компактирования (напыления);
-улучшить качество изделия;
-повысить экологическую частоту рабочего процесса;
-расширить диапазон применяемых порошковых материалов;
-снизить потери порошка. Сущность изобретения состоит в том, что для ускорения и нагревания порошка используют перегретый пар, в частности перегретый водяной пар. Эффект компактирования обеспечивается за счет высокой кинетической энергии частиц. Цель изобретения достигается тем, что
-перегретый пар получают в устройстве, (парогенераторе) технически более простом, дешевом и компактном по сравнению с компрессором;
-водяной пар в сравнении с воздухом обеспечивает более высокую скорость порошка;
-окисление мелкодисперсного порошка в среде менее интенсивно, чем окисление в среде нагретого воздуха;
-применение схемы конденсирования и последующей регенерации пара обеспечивает замкнутый рабочий процесс с возвратом отработанного порошка. Возможность осуществления изобретения доказана на специальной экспериментальной установке при давлении водяного пара 1,5 МПа и температуре 350oC. Получены покрытия из алюминия, титана, меди и никеля на стальной основе. Установка имеет парогенератор, порошковый дозатор, сверхзвуковое сопло, камеру напыления, механизм перемещения подложки. Порошок вводится в паропровод перед соплом. Давление и температуру пара, а также размеры сопла определяют расчетно-экспериментальным путем. При этом учитывают, что эффект динамического компактирования проявляется при полной энергии частиц, близкой к их тепловой энергии при температуре плавления.
Класс B22F7/00 Изготовление составных слоистых материалов, заготовок или изделий с использованием металлических порошков путем спекания порошка с одновременным уплотнением или без него
Класс C23C24/04 осаждение частиц за счет удара или кинетической энергии