Металевий пористий фільтрувальний матеріал

Металевий пористий фільтрувальний матеріал, що включає залізо та хром, який відрізняється тим, що в його склад додають порошок лігатури мідь-фосфор та порошок сечовини і формують прокаткою так, що товщина прокату знаходиться в межах від 1,2x10 3 м до 2,8x10 3 м Винахід відноситься до області порошкової металурги, зокрема, до виготовлення фільтруючих матеріалів, використовуваних для виробництва фільтрів, які очищають гази та рідини Відомий, застосовуваний у промисловості фільтр для уловлювання возгонів металів з відходящих газів плавильних печей, який використовує високопористий керамічний матеріал патент [SU № 1820850 BO1d39/20] Як недоліки даного матеріалу можно привести те, що він є повністю крихким Крім того розмір пор у цьому матеріалі знаходиться в діапазоні від 0,5x10 3 до 5x10 Зм При такому великому розмірі пор цей фільтр повинен мати дуже велику тонкість фільтрації, тому и і не наводять в патенті Таким чином цей фільтр неможливо використовувати для очистки газів, які мають дуже малі домішки (наприклад продукти згорання вугілля, мазуту) Як прототип може бути обраний фільтруючий матеріал [Отчет о работе по теме 34000122 80811130(119-45) - н/з 1080-089 «Разработка и исследование напорных фильтров тонкой очистки из пористых сетчатых и металлокерамических материалов» Гос per №80029849 М 1982)] на основи заліза, який містить 15% борної кислоти НзВОз, 5% ферофосфору та 5% хрому До недоліків прототипу можно віднести те, що продукт розпаду борної кислоти В2О3 при температурі спікання утворює рідку фазу, яка заповнює внутрішню структуру пористого матеріалу, зглажує його поверхню, тим самим зменшується питома поверхня, що приводить до збільшення тонкості фільтрації Також треба ВІДМІТИТИ, ЩО автори ви користовують при формуванні матеріалу метод пресування порошків, що є малопродуктивним, не дозволяє отримувати зразки великої площини, потребує потужних пресів, крім того метод пресування не дозволяє отримувати зразки достатнього розміру товщиною меньше Змм, що не дозволяє отримувати підвищену проникність Метою винаходу «Металевий пористий фільтрувальний матеріал» є досягнення високих механічних властивостей із збереженням пластичних параметрів, вибір оптимальної товщини прокату з урахуванням механічних, технологічних і службових характеристик матеріалу, зниження температури спікання Поставлена мета досягається шляхом введення у склад матеріалу у порівнянні з прототипом сечовини в КІЛЬКОСТІ 5%, лігатури мідь-фосфор (15% фосфору) в КІЛЬКОСТІ 5% Після змішування отримана шихта прокатуєтся в стрічку товщиною від 1,3x10 Зм до 2,8x10 З м, а потім спікаєтся при температурі 1125°С±25°С упродовж двух годин Оптимальна товщина стрічки була вибрана 1,8x10 Зм після спікання Високі механічні властивості стрічки забезпечуются введенням лігатури мідь-фосфор яка має евтектику 833°С Евтектика в прототипі для сплаву железофосфор має більшу температуру 1050°С Введення в матеріал лігатури мідь-фосфор дозволяє проводити спікання в умовах рідкої фази тому що температура спікання суттєво перевищує евтектичну температуру КІЛЬКІСТЬ лігатури мідьфосфор підбиралась таким чином, щоб забезпечити з'єднання усіх міжчасткових контактів через жидку фазу і зберегти пористість і розмір (О (О со 49366 пор Спікання з більшою КІЛЬКІСТЮ лігатури приводить до розтікання рідкої фази з отриманням закритих пор, що знижує ефективність матеріалу В прототипі використовується ферофосфор та борну кислоту, яка при температурі спікання при розпаді дає рідку фазу, яка збільшує КІЛЬКІСТЬ закритих пор Великий вплив на характеристики матеріалу має КІЛЬКІСТЬ наповнювача-сечовини, яка у порівнянні з прототипом дешева, не дефіцитна і не залишає після розпаду залишків Оптимальна КІЛЬКІСТЬ сечовини була встановлена 5% Наповнювач використовується для підвищення пористості матеріалу Відомо, ЩО у пористих порошкових матеріалах при пористості меньше 25% доля закритої пористості досягає суттєвої величини і пористий матеріал у якості фільтруючого перестає бути ефективним При введенні сечовини меньше 4% пористість після спікання становить меньше 25%, тобто знаходиться на нижній границі Збільшення КІЛЬКОСТІ сечовини в матеріалі приводить до того що, матеріал перестає формуватися в ЦІЛІ стрічки прокаткою, стрічки розшаровуються, тобто мають тріщини Діапазон товщин прокатаного матеріалу знаходиться в інтервалі від 1,3x10 Зм до 2,8x10 Зм При товщині меньше 1,3x10 Зм матеріал на валках діаметром 0,25м може бути виготовлений прокаткою тільки з розшаруванням Також після спікання стрічка має дірки, які можна побачити на просвіт, тому що дуже мале співвідношення товщини і розміру порошку заліза Значення товщини більше 2,8x10 Зм може бути одержано на валках великого діаметру більше 0,5м, а таких станів для прокатки порошків немає Якщо на валках діаметром 0,25м прокатувати матеріал на стрічку товщиною більше 2,8x10 м, то вона формується в стрічку яка має таку велику пористість, що стрічка розсипається на шматки Встановлено, що оптимальна товщина прокату 1,8x10 Зм після спікання, яка при високій МІЦНОСТІ гарантує добре співвідношення тонкості фільтрації і проникливості Приклад 1 Склад матеріалу порошок заліза фракції 315мкм, сечовина фракції - 200мкм в КІЛЬКОСТІ 5,0%, порошок хрома фракції - ЮОмкм в КІЛЬКОСТІ 5%, лігатура мідь-фосфор фракції - ЮОмкм в кіль 4 кості 5% Після змішування в барабані упродовж 2 годин шихта була прокатана на стані з діаметром З валків 0,25м у стрічку товщиною 1,3x10 м Після спікання в водні при температурі 1125°С±25°С упродовж 2 годин стрічка мала характеристики в табл Приклад 2 Склад матеріалу порошок заліза фракції 315мкм, сечовина фракції - 200мкм в КІЛЬКОСТІ 5,0%, порошок хрома фракції - ЮОмкм в КІЛЬКОСТІ 5%, лігатура мідь-фосфор фракції - ЮОмкм в КІЛЬКОСТІ 5% Після змішування в барабані упродовж 2 годин шихта була прокатана на стані з діаметром валків 0,25м у стрічку товщиною 1,95м Після спікання в водні при температурі 1125°С ±25°С упродовж 2 годин стрічка мала характеристики в табл Приклад З Склад матеріалу порошок заліза фракції 315мкм, сечовина фракції - 200мкм в КІЛЬКОСТІ 5,0%, порошок хрома фракції - 100 в КІЛЬКОСТІ 5%, лігатура мідь-фосфор фракції -100 в КІЛЬКОСТІ 5% Після змішування в барабані упродовж 2 годин шихта була прокатана на стані з діаметром валків 0,25м у стрічку товщиною 2,8x10 Зм Після спікання в водні при температурі 1125°С +25°С упродовж 2 годин стрічка мала характеристики в табл Приклад 4 Склад матеріалу порошок заліза фракції 315мкм, сечовина фракції - 200мкм в КІЛЬКОСТІ 5,0%, порошок хрома фракції - ЮОмкм в КІЛЬКОСТІ 5%, лігатура мідь-фосфор фракції - ЮОмкм в КІЛЬКОСТІ 5% Після змішування в барабані упродовж 2 годин шихта була прокатана на стані з діаметром валків 0,25м у стрічку товщиною 1,2x10 Зм Прокатка виявила, що при такій малій товщині стрічка виходить у стані розшарувння.тобто неможливо цей склад матеріалу прокатати в цілу стрічку на валках діаметром 0,25м Приклад 5 Склад матеріалу порошок заліза фракції 315мкм, сечовина фракції - 200мкм в КІЛЬКОСТІ 5,0%, порошок хрома фракції - ЮОмкм в КІЛЬКОСТІ 5%, лігатура мідь-фосфор фракції - ЮОмкм в КІЛЬКОСТІ 5% Після змішування в барабані упродовж 2 годин шихта була прокатана на стані з діаметром валків 0,25м у стрічку товщиною 3,0x10 Зм , яка зовсім не має ніякої МІЦНОСТІ І розсипається в руках Таблиця № п/п 1 2 3 Склад Fe-основа Сечовина-5,0% Хром-5% СиР-5% Fe-основа Сечовина-5,0% Хром-5% СиР-5% Fe-основа Сечовина-5,0% Хром-5% СиР-5% Товщина мхЮ 3 після спікання Середній розмір пор мкм Тонкість фільтрації мкм Коеффіцієнт проникності КхЮ1 м2 1,2 10 7 22 1,8 12 10 42 2,6 35 20 11 0 49366 Продовження табл № п/п 4 5 Товщина 3 мхЮ після спікання Склад Fe-основа Сечовина-5,0% Хром-5% СиР-5% Fe-основа Сечовина-5,0% Хром-5% СиР Середній розмір пор мкм Тонкість фільтрації мкм Коеффіцієнт прони1 2 кності КхЮ м 1,1 Прокат розш ару-вати й — — — 2,9 Розсипається — — — Таким чином склад пропонованого металевого пористого фільтрувального матеріалу у порівнянні з прототипом дозволяє зменшити температуру спікання, виготовляти стрічки великої площини і малої товщини, завдяки використанню методу прокатки Високі механічні властивості зі збереженням технологічних дозволяє досягти у порівнянні з прототипом введення сечовини і лігатури мідь-фосфор ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71