RU2784145C1 - Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном - Google Patents
Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784145C1 RU2784145C1 RU2022123600A RU2022123600A RU2784145C1 RU 2784145 C1 RU2784145 C1 RU 2784145C1 RU 2022123600 A RU2022123600 A RU 2022123600A RU 2022123600 A RU2022123600 A RU 2022123600A RU 2784145 C1 RU2784145 C1 RU 2784145C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- powder
- zhs6u
- resistant nickel
- alloy
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010334 sieve classification Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических жаропрочных никелевых порошков. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов сплава марки ЖС6У в керосине осветительном при напряжении на электродах от 130-150 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 260-300 Гц. Обеспечивается получение частиц правильной сферической эллиптической формы с равномерно распределенными по объему легирующими элементами. 4 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических порошков. В промышленности для получения жаропрочных никелевых порошков применяют физические и физико-химические методы.
Известен способ получения гранул из жаропрочных никелевых сплавов [пат. РФ 2011474, B22F 9/10, 30.04.1994], при котором гранулы получали из никелевого жаропрочного сплава ЭП741НП (Тпл = 1600К). Для индукционной плавки брали 1100 кг (44% ) исходной шихты и 1400 кг (56% ) кусковых отходов, из которых 900 кг (36% ) составляли спеченные заготовки из отходов гранул. Для получения спеченных заготовок брали 905 кг отходов гранул сплава ЭП741НП и засыпали их в алундовые тигли емкостью по 45 кг. Тигли с загрузкой отходов гранул помещали в вакуумную нагревательную печь с молибденовыми нагревателями. В результате вакуумной индукционной плавки получили слитки, из которых после механической обработки получили 1550 кг заготовок. Далее эти заготовки подвергали плазменному распылению с последующей ситовой классификацией и электростатической сепарацией полученных гранул по серийным режимам. В результате из 1550 кг распыляемых заготовок было получено 1160 кг гранул товарной фракции -20 +50 мкм, а также 115 кг кусковых отходов ("огарков") и 275 кг отходов гранул. Эти 275 кг отходов гранул вместе с образующимися в последующих операциях по предлагаемому способу возвращают после спекания в голову процесса. При получении распыляемых заготовок по прототипу шихта вакуумной индукционной плавки состоит из 2000 кг исходных компонентов и 500 кг кусковых отходов. При этом получают те же 1550 кг распыляемых заготовок, из которых распылением получают 1160 кг товарных гранул, 115 кг "огарков" и 275 кг отходов гранул. Эти отходы гранул направляют на электролитические заводы, где с 50% -ными потерями извлекают только никель, а остальные ценные компоненты безвозвратно теряются.
Недостатком этого способа является большие потери дорогостоящего металла из-за невозможности переплава в индукционной печи образовавшихся отходов гранул. Это связано с тем, что порошковый материал из-за высокого омического сопротивления громадного количества мест точечных недостаточно плотных контактов частиц между собой, имеющих к тому же тонкую поверхностную окисную пленку, обладает недостаточной проводимостью наведенного (индукционного) вихревого тока.
Известен способ получения гранул центробежным распылением вращающейся заготовки [пат. РФ 2314179 С1, B22F 9/10, 01.10.2008], включающий индукционную плавку шихты с получением распыляемых заготовок и последующее плазменное распыление их при высоких скоростях вращения. В процессе изготовления распыляемых заготовок в шихту индукционной плавки также вводят 20-40% кусковых отходов.
Недостатком этого способа является большие потери дорогих и дефицитных металлов в отходах гранул при переработке их на электролитических никелевых комбинатах.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка [пат. РФ 2332280 С2, B22F 9/14, 30.06.2006], в котором порошок получают путем зажигания разряда между двумя электродами, один из которых катод, который выполняют из распыляемого материала в виде стержня, диаметром 10≤d≤40 мм. В качестве другого электрода-анода используют электролит (техническая вода). Процесс получения порошка ведут при следующих параметрах: напряжение между электродами 500≤U≤650 В, ток разряда 1,5≤I≤3 А, расстояние между катодом и электролитом 2≤l≤10 мм. Весь процесс ведут при атмосферном давлении.
Недостатком прототипа является невозможность получения порошков-сплавов с равномерным распределением легирующих элементов, а также высокие энергетические затраты.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.
Поставленная задача достигается способом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном. Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.
На фигуре 1 - микрофотография частиц порошка; на фигуре 2 - интегральная кривая (1) и гистограмма (2) распределения по размерам частиц порошка; на фигуре 3 - спектрограмма элементного состава частиц порошка; на фигуре 4 - дифрактограмма фазового состава частиц порошка.
Пример 1.
На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы марки ЖС6У в керосине осветительном при массе загрузки 300 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
- напряжение на электродах от 120…140 В;
- ёмкость конденсаторов 50…55 мкФ;
- частота следования импульсов 220…260 Гц.
Данные режимы получения жаропрочного никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования протекает не стабильно, поскольку имеет место слабое искрообразованием между гранулами диспергируемого материала.
Пример 2.
На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы марки ЖС6У в керосине осветительном при массе загрузки 300 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
- напряжение на электродах от 130…150 В;
- ёмкость конденсаторов 55…60 мкФ;
- частота следования импульсов 260…300 Гц.
Полученный жаропрочный никелевый порошок исследовали различными методами.
Микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью растрового электронного микроскопа «QUANTA 600 FEG», показал, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов сплава ЖС6У, состоит в основном из частиц сферической, эллиптической формы и агломератов (фигура 1).
Анализ распределения по размерам частиц порошка, полученного с помощью анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec», показал, что частицы порошка имеют размеры от 0,5 до 100 мкм с двумя ярко выраженными пиками 10 мкм и 50 мкм (фигура 2).
Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы «EDAX», встроенного в растровый электронный микроскоп «QUANTA 600 FEG», показал, что в порошке, полученном методом ЭЭД из отходов сплава ЖС6У, на поверхности дисперсных частиц обнаруживается углерод, а все остальные элементы такие, как Cr, Fe, Co, Ni, Nb, Mo, Ti и W распределены относительно равномерно (фигура 3).
Анализ фазового состава электроэрозионного порошка, полученного из отходов сплава ЖС6У показал, что наличие в составе рабочей жидкости (керосин осветительный) углерода способствует образованию фаз карбидов, таких как WC, Mo2C, TiC и Cr7C3 (фигура 4).
Проведенные исследования показали, что способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном имеется возможность получения порошка-сплава с равномерным распределением легирующих элементов.
Пример 3.
На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы марки ЖС6У в керосине осветительном при массе загрузки 300 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
- напряжение на электродах от 150…170 В;
- ёмкость конденсаторов 60…65 мкФ;
- частота следования импульсов 300…320 Гц.
Данные режимы получения жаропрочного никелевого порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования носит взрывной характер и протекает не стабильно.
Claims (1)
- Способ получения жаропрочного никелевого порошка, отличающийся тем, что он получен путем электроэрозионного диспергирования отходов марки ЖС6У в керосине осветительном при напряжении на электродах от 130-150 В, ёмкости конденсаторов 55-60 мкФ и частоте следования импульсов 260-300 Гц.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784145C1 true RU2784145C1 (ru) | 2022-11-23 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816973C1 (ru) * | 2023-02-20 | 2024-04-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Способ изготовления жаропрочного никелевого сплава из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов сплава ЖС6У в осветительном керосине |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2437741C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ получения нанодисперсных металлов в жидкой фазе |
| RU2683162C2 (ru) * | 2017-09-09 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка псевдосплава W-Ni-Fe методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде |
| RU2699479C1 (ru) * | 2019-04-10 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной |
| WO2021019303A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Monastyrov Mykola | Metal particles and method for preparation thereof using electroerosion dispersion |
| RU2747205C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2021-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка тяжелых вольфрамовых псевдосплавов электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВНЖ в керосине |
| RU2763431C1 (ru) * | 2021-03-01 | 2021-12-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования. "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов в воде дистилированной |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2437741C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ получения нанодисперсных металлов в жидкой фазе |
| RU2683162C2 (ru) * | 2017-09-09 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка псевдосплава W-Ni-Fe методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде |
| RU2699479C1 (ru) * | 2019-04-10 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной |
| WO2021019303A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Monastyrov Mykola | Metal particles and method for preparation thereof using electroerosion dispersion |
| RU2747205C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2021-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка тяжелых вольфрамовых псевдосплавов электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВНЖ в керосине |
| RU2763431C1 (ru) * | 2021-03-01 | 2021-12-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования. "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов в воде дистилированной |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2816973C1 (ru) * | 2023-02-20 | 2024-04-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Способ изготовления жаропрочного никелевого сплава из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов сплава ЖС6У в осветительном керосине |
| RU2829391C1 (ru) * | 2024-04-12 | 2024-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Способ получения никелевого порошка из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной |
| RU2845203C1 (ru) * | 2024-07-31 | 2025-08-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Способ получения никелевого порошка из металлоотходов никеля марки пнк-0т1 в керосине авиационном |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Latypov et al. | Electroerosion micro-and nanopowders for the production of hard alloys | |
| Ageev et al. | Investigation of the elemental composition of the WNF-95 sintered powder alloy obtained by the electroerosive dispersion of waste in a carbon-containing liquid | |
| Ageeva et al. | Raster electron microscopy of electroerosion titanium-tungsten-cobalt powders | |
| RU2699479C1 (ru) | Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной | |
| WO1992017303A1 (fr) | Procede et installation permettant d'obtenir des poudres hautement dispersives de substances non organiques | |
| RU2784145C1 (ru) | Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном | |
| RU2597443C1 (ru) | Способ получения стальных порошков электроэррозионным диспергированием отходов шарикоподшипниковой стали в воде | |
| WO2002043905A2 (en) | A method and apparatus for the production of metal powder granules by electric discharge | |
| RU2779730C1 (ru) | Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной | |
| WO2005102568A2 (en) | Binary rhenium alloys | |
| Kim | High energy pulsed plasma arc synthesis and material characteristics of nanosized aluminum powder | |
| RU2772879C1 (ru) | Способ получения никельхромовых порошков из отходов сплава Х20Н80 в воде дистиллированной | |
| RU2709561C1 (ru) | Способ получения вольфрамотитанокобальтовых порошков из отходов сплава Т30К4 в спирте | |
| RU2829391C1 (ru) | Способ получения никелевого порошка из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной | |
| RU2791734C1 (ru) | Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т5К10 в керосине осветительном | |
| RU2804892C1 (ru) | Способ получения порошка молибдена электроэрозией молибденовых отходов | |
| RU2827580C1 (ru) | Способ получения безвольфрамового твердосплавного порошка из отходов сплава ТН20 в дистиллированной воде | |
| RU2784147C1 (ru) | Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т5К10 в воде дистиллированной. | |
| RU2824153C1 (ru) | Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т30К4 в дизельном топливе | |
| RU2824011C1 (ru) | Способ получения безвольфрамового твердосплавного порошка из отходов сплава ТН20 в изопропиловом спирте | |
| RU2824009C1 (ru) | Способ получения железохромоникелевых порошков из отходов сплава Х25Н20 в дистиллированной воде | |
| RU2829396C1 (ru) | Способ получения вольфрамового порошка из отходов вольфрама марки ВА в воде дистиллированной | |
| CN113333767B (zh) | Tc4球形粉末及其制备方法和应用 | |
| RU2782593C1 (ru) | Способ получения свинцово-сурьмянистого порошка из отходов сплава ССу3 в воде дистиллированной | |
| RU2763431C1 (ru) | Способ получения безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов в воде дистилированной |