| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2219274
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ВОДОРОДОПОГЛОТІТЕЛЬНИХ СПЛАВОВ СКЛАДНОГО СКЛАДУ
Ім'я винахідника: Патрикеєв Ю.Б. .; Бузлов А.В .; Бадовський В.В.
Ім'я патентовласника: Федеральне державне унітарне підприємство Державний науково-дослідний і проектний інститут рідкометалічної промисловості "Гиредмет"
Адреса для листування: 109017, Москва, Б. Толмачевский пров., 5, "Гиредмет", ОПіІІ
Дата початку дії патенту: 2002.05.27
Винахід відноситься до металургії, а саме до отримання сплавів, склад яких забезпечує можливість поглинання і виділення водню. У способі проводять не менше чотирьох переплавок з подальшою швидкістю кристалізації злитка менше 0,6 мм / с, а заключний переплав - з подальшою швидкістю кристалізації злитка більше 0,6 мм / с. Винахід дозволяє на стандартному обладнанні підвищити продуктивність процесу отримання сплавів на основі РЗМ в 2,5 рази і забезпечує отримання сплавів з високими технічними характеристиками, стабільними властивостями для використання в якості компонентів теплових насосів, акумуляторів водню.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі кольорової металургії, а саме до отримання сплавів, склад яких забезпечує можливість поглинання і виділення водню.
Відомі сплави - поглиначі водню виготовляють на основі сполук типу АВ 5, в смоктав яких вводять легуючі компоненти. Вони знаходять своє застосування в хімічних джерелах струму, електрохімічних генераторах, акумуляторах водню, теплових насосах.
Основною технічною характеристикою, що визначає якість сплавів, є їхня робоча водородоемкость, що виражається у відсотках за масою, яка показує, скільки водню зможе десорбувати сплав в заданому діапазоні тисків при даній температурі. Використання того чи іншого складу сплаву визначає можливість розширення робочих діапазонів тисків і температури.
Процес отримання сплавів поглиначів водню складається з двох основних операцій: сплавляння вихідних компонентів шихти і кристалізації злитка. Сплавлення проводять, як правило, в індукційних або дугових печах (Б.В.Лінчевскій, "Техніка металургійного експерименту", Москва, "Металургія", 1979 г., с.16).
Індукційні печі для нагріву і плавки можуть бути відкритими або закритими. При роботі з водородопоглотітельнимі сплавами типу АВ 5 плавку ведуть в закритих індукційних печах в атмосфері аргону внаслідок високої окислювальної здатності входять до їх складу рідкоземельних металів (РЗМ). Джерелом живлення печей служать лампові або машинні генератори різної потужності. Шихту сплаву поміщають в тигель-контейнер, наявний всередині індуктора. Кількість РЗМ, що входять в шихту, беруть з надлишком в розрахунку на угар. Далі піч вакуумируют, заповнюють аргоном і проводять сплавлення компонентів шихти. В кінці плавки вимикають струм, сплав зливають в изложницу, де відбувається його кристалізація.
До недоліків індукційної плавки слід віднести хімічну взаємодію розплаву з матеріалом тигля, що призводить до порушення хімічного складу сплаву і, як наслідок, до зниження робочої водородоемкості.
Відомий спосіб отримання водородопоглотітельних сплавів складного складу в дугових печах з невитратним електродом. Як електрод використовують вольфрам. Печі працюють в атмосфері нейтрального газу (аргон). Розплавляється метал (шихту) розташовують в охолоджувальної изложнице під електродом. При включенні дуги матеріал плавлять, при виключенні розплав кристалізується, утворюючи злиток металу (сплаву). Операції переплавки і кристалізації проводять кілька разів. Як матеріал виливниці застосовують мідь (Б.В.Лінчевскій, "Техніка металургійного експерименту", Москва, "Металургія", 1979 г., с.21).
При плавці в печах такого типу отримують метал однорідного хімічного складу. При цьому хімічну взаємодію між матеріалом виливниці і сплавом відсутня. Тому з точки зору сталості чистоти сплавів дугова плавка має перевагу перед індукційної.
Недоліком традиційного способу є погана відтворюваність результатів по водородоемкості сплавів і реалізація способу виключно на малих завантаженнях вихідної шихти.
Технічним результатом заявленого способу отримання водородопоглотітельних сплавів складного складу в дугового печі з невитратним електродом є підвищення циклової продуктивності за рахунок збільшення маси виплавлюваних злитків і стабільне отримання підвищеної водородоемкості сплавів.
Це досягається тим, що в способі отримання водородопоглотітельних сплавів складного складу, що включає багаторазове плавлення вихідних компонентів і кристалізацію зливка в дугових печах з охолоджувальної виливниці в атмосфері нейтрального газу, відповідно до винаходу не менше чотирьох переплавок проводять з наступною швидкістю кристалізації злитка менше 0,6 мм / сек, а заключний переплав здійснюють з подальшою швидкістю кристалізації більше 0,6 мм / сек.
Суть методу полягає в тому, що заявлені режими кристалізації при інших рівних умовах (матюкав, конструкція виливниці і т.д.) на перших переплавити забезпечують повне сплавлення компонентів шихти і хімічну однорідність сплаву, а на заключному переплаві подальша швидкість кристалізації злитка призводить до отримання оптимального фазового складу, необхідної мікроструктури і пов'язаної з нею робочої водородоемкості.
В даний час в літературі відсутні дані про вплив умов кристалізації злитка на його технічні характеристики і, зокрема, водородоемкость. Тим часом, на стадії кристалізації злитка формується необхідна мікроструктура і фазовий склад сплаву, що забезпечують його робочу водородоемкость.
За основну характеристику процесу кристалізації, яка визначає всі інші параметри процесу отримання сплаву і в той же час добре піддається технологічного контролю і математичному опису, обрана швидкість кристалізації злитка, виражена в мм / сек. Відсутність інформації про подібні дослідженнях супроводжується на практиці нестабільними, погано відтворюваними результатами або зовсім низькими значеннями водородоемкості сплавів.
Заявлені параметри способу отримання водородопоглотітельних сплавів складного складу є оптимальними, оскільки проведення плавки в умовах, при яких подальша швидкість кристалізації понад 0,6 мм / сек на стадії 1-4 переплавок, буде супроводжуватися непроплавамі і призведе до хімічної неоднорідності зливка. Таким чином, основне завдання 1-4 переплавок - забезпечення хімічної однорідності злитка по його обсягу.
Кристалізація зливку після п'ятого переплавки зі швидкістю менше 0,6 мм / сек призводить до порушення мікроструктури і фазового складу сплаву, а отже, до зниження робочої водородоемкості (див. Таблицю). Основне завдання цієї стадії - отримання максимально можливої робочої водородоемкості сплаву.
Необхідно відзначити, що злиток, отриманий за традиційною технологією з тими ж параметрами процесу (матеріал і конструкція виливниці, параметри дуги і т.д.), має меншу масу і робочу водородоемкость. Це пов'язано з тим, що незмінна швидкість кристалізації на стадії 1,5 переплавок створює необхідність зменшити масу виплавленого злитка, щоб забезпечити одночасно і хімічну однорідність, і максимальну водородоемкость сплаву.
Застосування даного способу плавки, як видно з таблиці, дозволяє підняти цикловую продуктивність в 2,5 рази, тобто забезпечити можливість збільшити в 2,5 рази масу виплавленого злитка при збереженні його якісних і кількісних характеристик. Заявлений винахід може з тим же технічним результатом бути застосовний до всіх відомих складам сплавів поглиначів водню.
Приклад здійснення способу отримання водородопоглотітельних сплавів складного складу
В мідну водоохолоджувальну изложницу завантажували шихту сплаву Mm 0,9 La 0,1 Ni 4 Со. Масу мишметалла і лантану брали з 3% -ним надлишком в розрахунку на угар. Для отримання злитка масою 2 кг склад компонентів шихти наступний: мішметалл 600 г, лантан 66 г, нікель тисячі вісімдесят два г, кобальт 272 м Далі, піч вакуумировали до тиску залишкових газів 0,006 мм рт.ст. і заповнювали очищеним аргоном. Перші 4 переплавки проводили за умов, що забезпечують подальшу швидкість кристалізації 0,44 мм / сек (див. Таблицю). Середній струм плавки 350 А при U = 60 В. Після кожного переплавки злиток перевертали. Після п'ятого переплавки здійснювали кристалізацію зливка зі швидкістю 0,76 мм / сек. Після охолодження сплаву піч відкривали і вивантажували злиток. Робоча водородоемкость отриманого злитка в діапазоні тисків 35-5 ати склала 1,52% за масою.
Таким чином, заявлений винахід дозволяє на стандартному обладнанні підвищити продуктивність процесу отримання водородопоглотітельних сплавів типу АВ 5, на основі РЗМ в 2,5 рази і забезпечити отримання сплавів з високими технічними характеристиками, стабільними властивостями для використання в якості компонентів теплових насосів, акумуляторів водню, хімічних джерел струму.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання водородопоглотітельних сплавів складного складу, що включає багаторазовий переплав та кристалізацію зливка в дугових печах з охолоджувальної виливниці в атмосфері нейтрального газу, який відрізняється тим, що не менше чотирьох переплавок проводять з наступною швидкістю кристалізації злитка менше 0,6 мм / с, а заключний переплав здійснюють з наступною швидкістю кристалізації злитка більше 0,6 мм / с.
Версія для друку
Дата публікації 04.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.