Спосіб отримання розпиленого дисперснозміцненого порошку металу

1. Спосіб отримання розпиленого дисперснозміцненого порошку металу, що включає операції одержання його розплаву, уведення до нього легувальної добавки та розпилення отриманого роз U 2 (19) 1 3 мання дисперсних частинок з сплаву домішки, розплав необхідно інтенсивно перемішувати. Недоліком цього способу є те, що до складу міді як домішка вводиться залізо, що погіршує електротехнічні властивості міді. Крім того, при готуванні розплаву до розпилювання і утворення необхідної структури, розплав треба перегрівати до температури 1440…1590 °C, що вимагає великих енергозатрат, передбачає використання високотемпературних вогнетривів та наведення покривного флюсу для попередження значного окиснення основного розплаву. Задачею корисної моделі, що заявляється, є зниження енергозатрат при отриманні дисперснозміцнених порошків та деталей за рахунок зниження температури процесу отримання дисперснозміцнених металів та сплавів на 200-300 °C, за рахунок того, що розплав не треба перегрівати та механічно перемішувати. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання розпиленого дисперснозміцненого порошку металу включає операції одержання його розплаву, уведення до нього легувальної добавки та розпилення отриманого розплаву їх суміші і, згідно з корисною моделлю, його нагрівають до температури, що перевищує температуру плавлення основного металу на 12-18 %, а легувальна добавка складається з дисперсних частинок твердої тугоплавкої складової з густиною, близькою до густини основного металу та металу подібного до металу основи розплаву, і уводиться в кількості 12-14 об'ємн. %. Легувальна добавка уводиться у вигляді сплаву або пресовки з суміші порошків з дисперсних частинок твердої тугоплавкої складової та порошку металу, який розчиняється в основному металі. Суть корисної моделі пояснюється фігурами 14. На фіг. 1 зображено мікроструктуру кристалізованого розплаву металу на початковому етапі дисперсного зміцнення металу (збільшення х500) при введені легуючої добавки у вигляді спресованого брикету. На фігурі 2 показано мікроструктуру кристалізованого розплаву металу на початковому етапі дисперсного зміцнення металу (збільшення х500) при введені легуючої добавки у вигляді гранул сплаву. Фігура 3 (збільшення х600) ілюструє структуру при взаємодії хромистого чавуну та міді. На фіг. 4 (збільшення х10000) приведено мікроструктуру готового дисперснозміцненого металу. Спосіб здійснюється наступним чином: спочатку розплавляють метал, який хочуть зміцнити (наприклад мідь або нікель), перегрівають його до температури на 12-18 % вище температури його плавлення та додають легуючу добавку. Добавка може уводитись у вигляді пресовки (фіг. 1) або сплаву (фіг. 2), яка вміщує дисперсні частинки зміцнюючої фази 3 (карбіди, бориди, нітриди або їх сплави) з густиною, близькою до густини розплаву та металевої зв'язки 2 з металу чи сплаву, що розчиняється розплаві. Так, наприклад, для отримання дисперснозміцненої міді, як добавку можна вводити сплав КХН (карбід хрому-нікель), хромистий чавун, який складається з металевої матриці на основі заліза та складного карбіду FexCryCz або брикети з суміші дисперсних порошків карбідів 64257 4 хрому (молібдену, складного карбіду TiC-WC та інших) та порошку міді. В процесі взаємодії легуючої добавки зони 4 (фіг. 3) (наприклад хромистого чавуну) відбувається розчинення металевої матриці легуючої добавки зони 5 в розплаві металу зони 6 (на приклад міді), а частинки карбідів 3 не розчиняючись переходять у розплав зберігаючи початкову форму та розмір 1 (фіг. 1, 2). У подальшому, залежно від умов, частинки 1 можуть подрібнюватись 8 (за механізмами описаними в книзі А.Ф. Лісовського "Формирование структуры композиционных материалов при обработке металлическими расплавами") до розміру меншого за 1 мкм (Фіг. 4). При густині твердої фази близькій до густини розплаву не відбувається їх сегрегація та седиментаційне осадження або випливання і вони рівномірно розподіляються. Отримана таким чином структура зберігається після кристалізації розплаву і являє собою металеву матрицю 7 із рівномірно розподіленими в ньому зміцнюючими частинками твердої фази 8 (фіг. 4). При використанні індукційної плавки під дією магнітних сил відбувається інтенсифікація процесу розподілення часток по розплаву (фіг. 4). Отриманий таким чином розплав використовують для литва виробів або для отримання порошків диспергуванням розплавів. Приклад здійснення корисної моделі 1. В індукційній печі готують розплав, наприклад міді, і перегрівають його до температури 1200…1250 °C. 2. Потім до розплаву уводять легувальну добавку у вигляді сплаву або пресовки, які містять дисперснозміцнюючу фазу та легкоплавку складову за властивостями та хімічним складом подібну до хімічного складу основного розплаву. Наприклад, як дисперснозміцнюючу фазу можна використовувати дисперсні порошки Сr3С2 або Мо2С, а як легкоплавку складову - мідь. 3. Отриманий розплав витримують при температурі 1200-1250 °C протягом 25…30 хв. Після витримки розплав виливають у форми або диспергують з метою отримання порошків. Перевагами корисної моделі, що заявляється є: - збільшення техніко-економічних показників отримання дисперснозміцнених металів та сплавів за рахунок значного зменшення температури розплаву; - значного спрощення процесу за рахунок відсутності необхідності перемішування розплаву допоміжними способами; - значного розширення можливості використання дисперснозміцнюючої фази для отримання дисперснозміцнених металів та сплавів і порошків з них; - можливість уведення в розплав дисперснозміцнюючої фази у вигляді лігатури, яка складається з суміші дисперсних порошків та легкоплавкої складової за властивостями або хімічним складом подібному до хімічного складу основного розплаву, що спрощує процес отримання дисперсно зміцнених матеріалів та прецизійно керувати їх властивостями. 5 Використання отриманих таким чином порошку дисперснозміцненої міді у складі антифрикційних матеріалів (струмознімачів рухомого транспорту) у порівнянні з використанням порошків Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 64257 6 незміцненої міді показало підвищення їх зносостійкості у 1,8…2,4 рази при збереженні інших атаційних характеристик. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601