×
16.06.2023
223.018.7adf

Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления изделий из электропроводных нетермостойких порошковых материалов

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области порошковой металлургии. Способ изготовления изделий из электропроводных нетермостойких порошковых материалов включает засыпку нетермостойкого порошка в керамическую матрицу между пуансонами с размещением между пуансонами и уплотняемым порошком дополнительного материала в виде медного порошка, накладки с высоким электросопротивлением и фольги из тугоплавкого материала и электроимпульсное прессование путем приложения статического давления и пропускания импульса тока через уплотняемый порошок. Засыпку порошка в керамическую матрицу между пуансонами с размещением между пуансонами и уплотняемым порошком дополнительного материала производят поэтапно. Сначала в матрицу вставляют нижний пуансон, насыпают медный порошок, подпрессовывают его верхним пуансоном, вставляют в матрицу накладку с высоким электросопротивлением и фольгу из тугоплавкого материала, засыпают нетермостойкий порошок, подпрессовывают его верхним пуансоном, вставляют в матрицу фольгу из тугоплавкого материала и накладку с высоким электросопротивлением, засыпают медный порошок и подпрессовывают его верхним пуансоном. Упомянутую подпрессовку медного порошка и упомянутую подпрессовку нетермостойкого порошка ведут при давлении 0,3÷0,7 Р, где Р - статическое давление при электроимпульсном прессовании. Обеспечивается изготовление изделий с плотностью более 87-93% от теоретической без их растрескивания и приварки к пуансонам. 2 ил.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам электроимпульсного прессования порошка и служит для изготовления плотных изделий из электропроводных нетермостойких порошков или частиц.

Известен способ изготовления изделий из электропроводных порошкообразных материалов [А.С. 1257934 от 25.01.1984 г. Способ изготовления изделий из металлического порошка], заключающийся в том, что металлический порошок засыпают в матрицу из нитрида кремния плотностью 91-99%. Порошок уплотняют приложением статического давления 50-500 МПа с одновременном пропусканием импульса электрического тока напряжением 1,0-4,6 кВ. Однако при компактировании нетермостойких высокотемпературных материалов, таких как карбиды и нитриды металлов (TiC, TiN, Wc), с высокой плотностью без их растрескивания, весьма затруднительно. Это вызвано тем, что из-за резкого отвода тепла через торцы пуансонов может происходить растрескивание полученных образцов.

Решением, наиболее близким предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту, является способ изготовления изделий из металлического порошка [А.С. №1139564 от 05.08. 1983 г. Способ изготовления из электропроводных нетермостойких порошковых материалов]. В этом изобретении между нетермостойким уплотняемым порошком и электродами-пуансонами дополнительно помещают электропроводящий порошок с более высоким электросопротивлением и более низкой теплопроводностью. После прохождения импульса тока, через «слоеную» порошковую засыпку, отвод тепла от полученного изделия из порошка керамического материала осуществляется не непосредственно через металлические пуансоны с высокой теплопроводностью, а через материал демпфирующей засыпки, теплопроводность которой ниже теплопроводности материала получаемого изделия. При этом скорость охлаждения изготавливаемого образца резко уменьшается, снижая тем самым градиент температуры по высоте изделия, а, следовательно, и величину термических напряжений, так опасных для нетермостойких материалов. Это позволяет уменьшить растрескивание получаемых образцов. Однако они прочно свариваются с демпфирующей засыпкой, что требует их дополнительной обдирки.

В связи с этим, важнейшей задачей является разработка нового способа электроимпульсного прессования порошка, позволяющее сократить отвод тепла от полученного изделия через пуансоны, и получать плотные образцы из хрупких нетермостойких материалов без их растрескивания и сваривания с пуансонами.

Техническим результатом заявленного способа является создание новой технологии, обеспечивающей с помощью электроимпульсного прессования получение плотных образцов из хрупких нетермостойких материалов, такие как карбиды и нитриды.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления изделий из электропроводных нетермостойких порошковых материалов, включающий засыпку порошка в керамическую матрицу между пуансонами, размещения дополнительного материала между пуансонами и уплотняемым порошком, приложение к нему статического давления и пропускание через него импульса тока, согласно изобретению, в качестве дополнительного материала между уплотняемым нетермостойким порошком и пуансонами размещают медный порошок, накладки с высоким электросопротивлением и фольги из тугоплавкого материала и производят поэтапный процесс их загрузки в матрицу, причем медный и нетермостойкий порошки предварительно уплотняют при давлении 0,3÷0,7 Р, где Р - статическое давление при электроимпульсном прессовании.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой показано устройство для электроимпульсного прессования нетермостойких порошков. Оно включает импульсный источник энергии 1, верхний подвижный пуансон 2 и нижний неподвижный пуансон 3. Нижний пуансон 3 вставлен в опору 4, которая помещена на плиту 5. Верхний подвижный пуансон 2 электрически изолирован от нижнего пуансона 3 изолирующими втулками 6, надетыми на крепление стойки 7. Давление Р к верхнему пуансону 2 прикладывается от нагружающего устройства 8 (пневмопресса) через шток 9, которые изолированы друг от друга неэлектропроводной прокладкой 10. Уплотняемый нетермостойкий порошок 11 помещают в керамическую матрицу 12, находящуюся в текстолитовой втулке 13 и зажатую в металлическую обойму 14, между нижним пуансоном 3 и верхним пуансоном 2. Кроме того, между пуансонами 2 и 3 (фиг. 2) и уплотняемым порошком 11, дополнительно помещают фольгу из тугоплавкого материала 15 и 16, которая соприкасается с уплотняемым порошком 11, накладки из нихрома с высоким электросопротивлением 17 и 18, а также медный порошок 19 и 20. На плите 5 установлены двое направляющих 21 и 22 с пружинами 23 и 24, на которые надеты втулки 25 и 26, соединенные с пластиной 27. Эта пластина соединена с металлической обоймой 14.

Способ осуществляется следующим образом. Процесс загрузки порошка 11 в матрицу 12 осуществляют в несколько этапов. Сначала вставляют нижний пуансон 3 в матрицу 12 и насыпают медный порошок 19, который подпрессовывают верхним пуансоном 2 при давлении 0,3÷0,7 Р, где Р - статическое давление электроимпульсного прессования. Давление Р к верхнему пуансону 2 прикладывается от пневмопресса 8 через шток 9. После чего верхний пуансон 2 вынимают и вставляют в матрицу 12 накладку с высоким электросопротивлением 17 и фольгу из тугоплавкого материала 15. Затем засыпают в матрицу 12 уплотняемый порошок 11, который также подпрессовывают верхним пуансоном 2 при давлении 0,3÷0,7 Р. После чего верхний пуансон 2 снова вынимают и вставляют в матрицу 12 фольгу из тугоплавкого материала 16 и накладку с высоким электросопротивлением 18 и после этого засыпают медный порошок 20. После чего вставляют верхний пуансон 2 и прикладывают статическое давление Р от пневмопресса 8. Включается импульсный источник энергии 1, и в нем накапливается необходимое количество энергии, которое определяется видом и массой уплотняемого порошка. После этого пропускают импульс тока от импульсного источника 1 через поджатый порошок 11, который разогревает его. Импульс тока также нагревает накладки пуансонов 17 и 18, которые значительно сильнее разогреваются по сравнению с другой частью пуансонов из-за их высокого электросопротивления. В этот промежуток времени верхний подвижный пуансон 2, являющийся продолжением штока 9 от нагружающего устройства 8, совершает перемещение вниз. Обойма 14 вместе с матрицей 12, находящейся в текстолитовой втулке 13 и засыпкой порошка 11, также начинают двигаться вниз, происходит его уплотнение. Благодаря тому, что остывание полученной прессовки происходит медленнее из-за меньшего отвода тепла через торцы пуансонов и боковую поверхность керамической матрицы, скорость охлаждения изготавливаемого образца резко уменьшается, снижая тем самым градиент температуры по высоте и диаметру изделия, а следовательно и величину термических напряжений, так опасных для нетермостойких материалов. Это позволяет уменьшить растрескивание получаемых образцов. Кроме того тугоплавкая фольга не дает возможность привариться получаемому образцу к торцу пуансона, а медный порошок демпфирует нагрузку на получаемое изделие. В результате получается плотный образец без растрескивания и приварки его к пуансонам. Без предварительной поэтапной подпрессовки медного и нетермостойкого порошка высоты матрицы оказалось бы недостаточно, чтобы разместить в ней все дополнительные составляющие части прессовки (2 части медного порошка, 2 накладок с высоким электросопротивлением и фольги из тугоплавкого материала). Потребовалось бы увеличить высоту матрицы, что в свою очередь привело бы к увеличению высоты пуансонов и увеличению хода штока и размеров пневмопресса. Давление предварительной подпрессовки порошков 0,3÷0,7 Р выбрано потому, что при этом давлении высота засыпки порошка уже существенно уменьшается и все части прессовки умещаются в матрице.

Предлагаемый способ был опробован при получении плотных изделий из порошков нетермостойких материалов WC, TiN, TiC. Процесс электроимпульсного прессования проводился при использовании пуансонов из молибдена. Порошок меди использовался в качестве демпфирующей прокладки, а накладки с высоким электросопротивлением были изготовлены из нихрома, так как он обладает высоким электрическим сопротивлением (1,05-1,4 Ом мм2/м) и низкой теплопроводностью 17,4 Вт/(м⋅град). В качестве фольги из тугоплавкого материала использовалась молибденовая фольга. Были получены образцы с плотностью более 87-93% от теоретической без их растрескивания и приварки к пуансонам.

Таким образом, применение описанного способа изготовления изделий из электропроводных нетермостойких порошковых материалов позволяет получать образцы с высокой плотностью.

Способ изготовления изделий из электропроводных нетермостойких порошковых материалов, включающий засыпку нетермостойкого порошка в керамическую матрицу между пуансонами с размещением между пуансонами и уплотняемым порошком дополнительного материала в виде медного порошка, накладки с высоким электросопротивлением и фольги из тугоплавкого материала и электроимпульсное прессование путем приложения статического давления и пропускания импульса тока через уплотняемый порошок, отличающийся тем, что засыпку порошка в керамическую матрицу между пуансонами с размещением между пуансонами и уплотняемым порошком дополнительного материала производят поэтапно, при этом сначала в матрицу вставляют нижний пуансон, насыпают медный порошок, подпрессовывают его верхним пуансоном, вставляют в матрицу накладку с высоким электросопротивлением и фольгу из тугоплавкого материала, засыпают нетермостойкий порошок, подпрессовывают его верхним пуансоном, вставляют в матрицу фольгу из тугоплавкого материала и накладку с высоким электросопротивлением, засыпают медный порошок и подпрессовывают его верхним пуансоном, при этом упомянутую подпрессовку медного порошка и упомянутую подпрессовку нетермостойкого порошка ведут при давлении 0,3÷0,7 Р, где Р - статическое давление при электроимпульсном прессовании.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-26 из 26.
05.08.2020
№220.018.3cb3

Устройство для детектирования групп бит в бинарной последовательности

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении возможности выявления максимальных групп единичных и нулевых бит и определения количества бит в максимальных группах, номеров групп и начала групп в бинарной последовательности. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728957
Дата охранного документа: 03.08.2020
22.04.2023
№223.018.50e9

Комплекс для измерения световыхода сцинтилляционных стрипов

Изобретение относится к области измерительной техники. Комплекс для измерения световыхода сцинтилляционных стрипов содержит двухканальный блок анализа разверток сигналов, электронную вычислительную машину и светоизолированный бокс для размещения тестируемого сцинтилляционного стрипа, внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794236
Дата охранного документа: 13.04.2023
15.05.2023
№223.018.5b84

Субстрат для усиленной поверхностью спектроскопии комбинационного рассеяния света

Изобретение относится к области измерительной техники и касается субстрата для усиленной поверхностью спектроскопии комбинационного рассеяния света. Субстрат состоит из твердой плоской подложки, на поверхности которой иммобилизованы аффинные метки одного и более видов для связывания с аффинными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002763861
Дата охранного документа: 11.01.2022
15.05.2023
№223.018.5b85

Субстрат для усиленной поверхностью спектроскопии комбинационного рассеяния света

Изобретение относится к области измерительной техники и касается субстрата для усиленной поверхностью спектроскопии комбинационного рассеяния света. Субстрат состоит из твердой плоской подложки, на поверхности которой иммобилизованы аффинные метки одного и более видов для связывания с аффинными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002763861
Дата охранного документа: 11.01.2022
23.05.2023
№223.018.6da4

Способ регистрации спектров гигантского комбинационного рассеяния света и проточная ячейка для его реализации

Изобретение относится к области оптической спектроскопии и касается способа регистрации спектров гигантского комбинационного рассеяния света. Способ включает в себя конъюгирование молекул исследуемого образца с магнитными наночастицами и смешивание полученных конъюгатов молекул образца с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002765617
Дата охранного документа: 01.02.2022
19.06.2023
№223.018.822a

Устройство первого контура двухконтурной ядерной энергетической установки

Изобретение относится к устройству первого контура системы циркуляции двухконтурной ядерной энергетической установки, включающего паровой компенсатор давления, электронагреватели, расположенные в нижней части компенсатора давления, штатную регулирующую и предохранительную арматуру,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797256
Дата охранного документа: 01.06.2023
Показаны записи 1-9 из 9.
10.02.2015
№216.013.2699

Способ изготовления изделий из электропроводных порошковых материалов

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам электроимпульсного прессования порошка, и служит для изготовления плотных изделий из электропроводных порошков или частиц. Способ включает засыпку порошка в матрицу, приложение к нему статического давления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541334
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.10.2015
№216.013.884d

Способ лечения закрытых повреждений мягких тканей в остром периоде и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине. При оказании первой помощи при повреждениях мягких тканей непосредственно на травмированную поверхность апплицируют салфетку, пропитанную 20-25% раствором глюкозы, охлажденным до состояния льда. Выделяющуюся при аппликации льда жидкость слегка промокают,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566496
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.04.2016
№216.015.3511

Способ испытания на совместимость порошка ядерного топлива с материалом оболочки твэла

Предлагаемое изобретение относится к способам определения совместимости различных видов ядерного топлива и конструкционных материалов. Способ испытания на совместимость порошка ядерного топлива с материалом оболочки твэла заключается в отжиге диффузионной пары порошка ядерного топлива и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581846
Дата охранного документа: 20.04.2016
26.08.2017
№217.015.de18

Способ контактной сварки магнитопроводов

Изобретение относится к способу контактной сварки магнитопроводов. Сварку осуществляют в два этапа. На первом этапе используют электроды с выступом, которые позволяют плотно сжать свариваемые детали, создать необходимую зону контакта для концентрации теплоты для сварки и избежать коробления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624750
Дата охранного документа: 06.07.2017
06.06.2019
№219.017.749c

Устройство для электроимпульсного прессования порошка

Изобретение относится к электроимпульсному прессованию порошка. Устройство содержит два импульсных источника энергии, нагружающее устройство, металлическую обойму с матрицей из изолирующего материала, верхний подвижный пуансон, вставленный в шток, который проходит через верхнее основание,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690631
Дата охранного документа: 04.06.2019
13.11.2019
№219.017.e12b

Способ электроимпульсного нанесения упрочняющего покрытия из порошка на поверхность стальной детали и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к электроимпульсному нанесению упрочняющего покрытия из порошка на поверхность стальной детали. Способ включает спекание засыпки порошка в неэлектропроводной матрице на поверхности детали под давлением пуансона путем пропускания импульсов тока. В качестве порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705744
Дата охранного документа: 11.11.2019
15.05.2023
№223.018.5ae5

Способ изготовления таблетированного ядерного топлива

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано для получения таблеток ядерного топлива на основе СНУП (керамический тип ядерного топлива, представляющий собой смесь нитрида урана и плутония (U, Pu)N). Способ изготовления таблетированного ядерного топлива включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002765863
Дата охранного документа: 03.02.2022
23.05.2023
№223.018.6d71

Сплав на основе урана (варианты)

Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано как ядерное топливо при изготовлении тепловыделяющих элементов тепловых реакторов типа ВВЭР. Сплав на основе урана содержит, мас.%: кремний 2,0-7,0, алюминий 0,1-2,0, по крайней мере один элемент, выбранный из группы: углерод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760902
Дата охранного документа: 01.12.2021
19.06.2023
№223.018.8274

Устройство для электроимпульсного прессования порошковых материалов

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам электроимпульсного прессования порошковых материалов. Может использоваться при производстве изделий из порошковых материалов, в частности топливных таблеток для атомных реакторов, химической и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797226
Дата охранного документа: 31.05.2023
+ добавить свой РИД