Способ получения пористого проницаемого материала

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО ПРОНИЦАЕМОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Александров Валерий Михайлович Шабалинский Андрей Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Способ получения пористого проницаемого материала с анизотропной поровой структурой, включающий формование и спекание заготовки из крупного металлического порошка, отличающийся тем, что на поверхность спеченной заготовки наносят слой проницаемого нетканого материала и подвергают заготовку давлению, достаточному для частичного заполнения указанным материалом порового пространства заготовки на глубину (1,0-1,5) ср.ч., где ср.ч. - средний размер частиц порошка. Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к способам получения пористых проницаемых материалов, а также фильтров различного назначения из них, и может быть использовано в машиностроении, пищевой, нефтеперерабатывающей,химической промышленности и энергетике. Известен способ получения пористых проницаемых материалов (ППМ) из металлических порошков с анизотропной поровой структурой путем формования и спекания с последующим осаждением мелкого порошка в предварительно спеченную заготовку из крупного порошка 1. Известные методы осаждения мелкого порошка из газопылевого потока, а также с помощью вибрации 2, характеризуются рядом недостатков. Для реализации данных методов требуется сложная и дорогостоящая пневмоаппаратура, включающая стабилизаторы давления и расхода газа, кроме того, устройства для реализации данных методов требуют надежной герметизации, исключающей попадание мелких частиц в атмосферу. Недостатком данных способов является также высокая трудоемкость, что обусловлено необходимостью проведения повторной операции спекания заготовки, а также низкий ресурс работы фильтроэлементов из такого рода ППМ. Задачей изобретения является снижение трудоемкости изготовления, а также повышение ресурса работы пористых проницаемых материалов. 13518 1 2010.08.30 Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе получения ППМ с анизотропной поровой структурой, включающем формование и спекание заготовки из крупного металлического порошка, при этом на наружную поверхность спеченной заготовки наносят слой проницаемого нетканого материала, который затем обрабатывается под давлением, достаточным для заполнения порового пространства заготовки на глубину(1,0-1,5)ср.ч., где ср.ч. - средний размер частиц порошка, используемого для получения заготовки. В результате нанесения проницаемого нетканого материала на поверхность и в поверхностный слой каркаса из крупного порошка изменяются его основные физические свойства (свойства исходной заготовки каркаса) пористость, размер пор, проницаемость,коэффициент извилистости поровых каналов. При формовании такого рода ППМ нетканый материал следует располагать со стороны подачи фильтруемой среды. При этом нетканый материал, располагаясь на поверхности и частично заполняя поры заготовки из крупного порошка за счет вдавливания, обеспечивает необходимую тонкость очистки фильтрата, а заготовка из крупного порошка, выполняя роль пористого каркаса, обеспечивает необходимую проницаемость и механическую прочность ППМ. В процессе эксплуатации в виду постепенного уменьшения размера пор ППМ в результате осаждения частиц фильтрата в слое нетканого материала (кольматация) растет давление в системе. При перепаде давления выше допустимого проводится регенерация ППМ, которая заключается в замене нетканого полотна. Нетканое полотно, заполняя поровое пространство на глубину (1,0-1,5)ср.ч., легко отделяется при замене. Замена слоя нетканого материала на новый позволяет повысить ресурс работы фильтров. В результате проведенных исследований установлено, что введение в поровое пространство ППМ из крупного порошка нетканого материала при определенном давлении на глубину (1,0-1,5)ср.ч., позволяет в 1,5-1,7 раза снизить трудоемкость получения ППМ с заданным комплексом свойств и повысить ресурс работы по сравнению с прототипом в 5-7 раз. Сущность изобретения поясняется примером. Пример. Пористый проницаемый материал из частиц металлического порошка титана ТТП-5 ТУ 1791-499-05785388-99 был получен по следующей технологии. Пористая заготовка сформована гидродинамическим методом на установке ГДМ-190 Спекание проводилось в восстановительной атмосфере. В качестве нетканого материала было использовано фильтровальное полотно (одно из фильтровальных полотен Арт. С 1.100.050.06, Арт. С 1.100.050.02). Нетканое полотно в один или несколько слоев наносилось на наружную поверхность пористой заготовки в виде трубы диаметром 75 мм и толщиной стенки 5 мм. Обработка давлением заготовки производилась гидродинамическим методом при давлении формования 60 МПа. В результате обработки давлением нетканый материал (полотно) заполняет поровое пространство на глубину (1,0-1,5)ср.ч Порошок титана марки ТПП-5 ТУ 1791-499-05785388-99 использовали в состоянии поставки. Прессование заготовки осуществляли при давлении 300 МПА. Спекание проводили в вакуумной печи при температуре 1100 С, время спекания - 3 ч. Исследование свойств полученного ППМ проводили по известным методикам. В таблице приведены результаты исследований влияния технологии получения на свойства ППМ, а также эксплуатационные характеристики фильтроэлементов, изготовленных разработанным способом. Таким образом, оптимальная величина глубины введения нетканого материала в поровое пространство составляет 1,5 ср.ч В результате формируется анизотропная структура в ППМ, снижается трудоемкость изготовления, повышается ресурс работы. 2 13518 1 2010.08.30 Объект исследования Прототип Предлагаемый способ ПродолжительВремя эксплуа- ность технологитации, лет ческого цикла до регенерации, суток 1-1,2 90 Источники информации 1. А.с. СССР 1014657, МПК 223/10, 1983. 2. Беденко С.А., Галкин А.Е., Капцевич В.М., Пилиневич Л.П. и др. Исследование структурных, гидродинамических и фильтрующих свойств порошковых проницаемых материлов, полученных вибрационным формованием. Порошковая металлургия. - Минск Навукатэхнка, 1995. Вып. 17. - С. 80-84. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3