Способ получения пористых отливок из сплавов на основе железа

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения пористых отливок из сплавов на основе железа.

Известен способ получения пенометаллов, в частности пеноалюминия (патент РФ №2026394 от 1995.01.09. «Способ получения вспененного алюминия»), при котором приготавливают алюминиевый расплав и поток сжатой дисперсной смеси расплава металла с газом подают под уровень расплава под давлением, превышающим сумму атмосферного и металлостатического давлений, вытесняют область расплава, прилегающую к месту подачи диспергированной смеси, а часть этой смеси непрерывно отводят и охлаждают до затвердевания. Недостатком данного способа является неоднородность пор получаемого изделия, высокая себестоимость и невозможность получения пористых изделий из сплавов на основе железа.

Известен также способ производства пеноалюминия (патент РФ №2400552 от 27.09.2010), который принят за прототип, при котором перегретый алюминиевый расплав заливают в форму, заполненную гранулами из водорастворимых солей с температурой плавления выше температуры нагрева расплава и формы и с плотностью выше плотности алюминиевого расплава, а после затвердевания слиток извлекают из формы и помещают в воду для растворения соли. В качестве водорастворимых солей используют хлорид кальция или хлорид бария, или фторид калия. Недостатком данного способа является то, что по данному способу невозможно получить изделия из сплавов на основе железа.

Техническим результатом, предлагаемого способа, является расширение номенклатуры изготавливаемых изделий из пенометаллов.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что перегретый выше линии ликвидус расплава на основе железа заливают в форму, заполненную гранулами с температурой плавления выше температуры нагрева расплава, химически не взаимодействующих с расплавом и с плотностью выше плотности расплава, после затвердевания слиток извлекают из формы и помещают для растворения гранул в растворитель. В отличие от прототипа в качестве материала гранул используют оксид олова (SnO₂), а в качестве растворителя концентрированную серную или азотную кислоту.

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет расширить номенклатуру изделий из пористых материалов и изготавливать пористые отливки из сплавов на основе железа.

Приготавливают расплав на основе железа и перегревают его выше температуры ликвидуса. Полость формы под пористую отлику из сплавов на основе железа заполняют гранулами из оксида олова (SnO₂). Оксид олова (SnO₂) обладает более высокой плотностью, чем расплавленные сплавы на основе железа, более высокой температурой плавления и не взаимодействуют с расплавом. Применение оксида олова (SnO₂) с большей плотностью, чем расплав на основе железа, не позволяет всплывать гранулам при заполнении. Более высокая температура плавления оксида олова (SnO₂), чем температура расплава, необходима для того, чтобы гранулы не расплавлялись при заливке.

Расплав на основе железа заливают в форму, при этом расплав заполняет полости между гранулами. После затвердевания отливку извлекают из формы и помещают в концентрированную серную или азотную кислоту. Гранулы из оксида олова растворяются в кислоте, образуя поры, а поверхность отливки пассивируется концентрированными кислотами. При этом формируется пористая отливка из сплавов на основе железа, что расширяет номенклатуру изготавливаемых изделий из пористых материалов.

Примером применения предлагаемого способа является изготовление пористых отливок из сплавов на основе железа. Расплав из стали 20Л нагревают до температуры 1550°С. Засыпают гранулы из оксида олова (SnO₂) размером 5 мм в металлическую форму. Форму с гранулами заливают расплавом и охлаждают до затвердевания. После затвердевания отливку извлекают из формы и помещают в концентрированную серную кислоту для растворения гранул из оксида олова. При этом формируется пористая отливка из сплавов на основе железа, что расширяет номенклатуру изготавливаемых изделий из пористых материалов.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.