ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

65-358-01

Наименование проекта

Способ изготовления спеченных пористых изделий

Назначение

Изготовление фильтрующих элементов, применяемых для очистки газов в промышленности

Рекомендуемая область применения

Порошковая металлургия

Описание

1

Результат выполнения технологической разработки.

Способ изготовления спеченных пористых изделии включает фор­мирование и спекание заготовки из металлического порошка, нане­сение на рабочую поверхность заготовки порошка того же материа­ла и повторное спекание; формирование селективного слоя производят путем чередующихся не менее трех раз операций нанесения и спекания селективного сдоя, а операцию нанесения производят пу­тем профильтровывания через заготовку суспензии, содержащей смесь дисперсного металлического и ультрадисперсного керамического порошков. При этом металлический порошок берут со средним размером частиц, равным 0,1-1 среднего диаметра пор заго­товкикерамический размером 0,1-0,01 мкм. При этом масса керамического порошка составляет 0,01-10% от массы металличес­кого порошка.

Неоднократное чередование операций нанесения и спекания позволяет значительно снизить дефектность структуры селективного слоя, во-первых, за счет внедрения порошка при нанесении после­дующего слоявлокальные дефекты нанесенного и спеченного пре­дыдущего слоя, во-вторых, при послойном формирований происходит взаимное перекрытие локальных дефектных мест обоих слоев, что обеспечивает высокое качество изделия в целом.

Применение металлического порошка о предлагаемым средним размером частиц позволяет избежать глубинного проникновения этого порошка в структуру заготовки, в результате чего проницаемость самой заготовки изменяется незначительно. А применение ультрадисперсного керамического порошка в предлагаемой пропорции, обеспе­чивает увеличение активной поверхности фильтрующего слоя и, кро­ме того, стабилизирует процесс спекания путем ликвидации дефек­тов, возникающих из-за образования крупных агломератов при спекании порошка.

Согласно предлагаемому способу из никелевого порошка со средним размером частиц 25 мкм методом прессования и последующего спекания в восстановительной среде (водороде) при ПОО+50°С были изготовлены заготовки двух видов: плоские и трубчатые.

Характеристики заготовок.

i. Плоский фильтрующий элемент: Диаметр 80 мм, толщина 2 мм, средний диаметр пор 13 мкм. Удельное сопротивление заготов­ки потоку воздуха при скорости потока i см/с 14 мм вод.ст. Эффективность улавливания частицdі0,15 мкм 89,0%. 2. Трубча­тый фильтрующий элемент. Внешний диаметр 40 мм, толщина стенки 3 мм:, длина фильтрующего элемента 80 мм, средний диаметр пор 16 мкм, дальнее сопротивление 12 мм вод.ст. Эффек­тивность улавливания частицdі0,15 мкм 87%.

Для формирования селективного слоя использовались никелевые по­рошки со .средними размерами частиц12 мкм, 7 мкм,1,6 мкм, и 0,25 мкм; порошки окиси алюминия 0,1 мкм, 0,015 мкм; порошок оки­си титана 0,09 мкм.

Для нанесения селективного слоя готовилась спиртовая суспензия, содержащая смесь никелевого и керамического порошков, взятая в оп­ределенном соотношении, после чего формирование селективного слоя производилось путем чередования операций нанесения и спекания. Общее количество чередований операций равно 3. Операция нанесения селективного слоя производилась за счет вакуумного прососа приготов­ленной суспензии через фильтрующий элемент, а операция спекания осуществлялась при 960±20°С в атмосфере водорода.

Оценка эффективности улавливания частиц, изготовленных по предлагаемому способу образцов, проводилась на частицах, содер­жащихся в воздухе помещения, с помощью лазерного оптического счет­чика ЛАС-007,измеряющего частицы размером не менее 0,15 мкм.

Сформированные данным способом пористые изделия обладают вы­сокой эффективностью улавливания частицdі0,15 мкм, низким удельным сопротивлением газовому потоку (мм вод.ст.), высоким коэффициентом качества . Оптимальные пористые структуры по перечисленным выше параметрам формируются только при следую­щих условиях. Чередование операций нанесения и спекания необхо­димо осуществлять не менее трех раз, поскольку при сформировании селективного слоя при первом нанесении на его поверхности обра­зуются дефекты в виде трещин и раковин, которые постепенно исче­зают при повторении этих операций.

Фильтрующий элемент анизотропной структуры, селективный слой которого сформирован из никелевого, порошка со средним размером частиц, меньше 0,1 среднего диаметра пор заготовки(образец 7), при достаточно высокой эффективности улавливания имеет большое сопротивление потоку воздуха и, как следствие, очень низкий коэффициент качества.

При использовании никелевого порошка с размером частиц более i среднего диаметра пор заготовки наблюдается плохая припекаемость порошка как к заготовке, так и порошинок между собой, при температуре до 900°С. Увеличение же температуры > 900°С приво­дит не только к повышению механической прочности изделия, но и к уменьшению его фильтрующих характеристик из-за появления крупных (дефектных) пор.

Для получения оптимальной анизотропной структуры фильтрующего элемента для формирования селективного слоя необходимо, использовать никелевый порошок со средним размером частиц 0,1-1 среднего диаметра пор заготовок (образцы 1-5).

Согласно предлагаемому способу средний размер частиц керамического порошка должен быть равным 0,01-0,1 мкм (образцы 2-5). Это обусловлено там, что использование керамических порошков с разме­ром частиц менее 0,1 мкм экономически не целесообразно из-за их дороговизны и больших потерь при нанесении за счет проскока час­тиц порошка через заготовку с потоком жидкости при вакуумном прососе. В то же время применение керамических порошков с разме­ром частиц более 0,1 мкм приводит к низкой механической прочнос­ти селективного слоя после проведения очередного спекания (порошок с селективного слоя ссыпается при незначительных усилиях).

Масса керамического порошка в механической смеси порошков на основании заявляемого технического решения должна составлять 0,01-10% от массы металлического порошка. Экспериментальным пу­тем было установлено, что при массе керамического порошка менее 0,01% массы металлического порошка нанесенный селективный слой обладает аналогичными характеристиками и свойствами, что и слой, сформированный из одного металлического порошка. При использовании навески керамического порошка более 10% от массы металличес­кого порошка изготовленное изделие обладает низким коэффициентом качества (не удовлетворяющим требованиям поставленной задачи) из-за большого удельного сопротивления.

Способ изготовления спеченных изделий позволяет создать фильтры, обладающие высокой эффективностью улавливания, низким сопротивлением газовому потоку, а также высоким показателем коэффициента качества.

Актуально в России и в мире

https://digital.sfpe.ru уведомление о начале работ мчс через госуслуги приказ мчс.

Преимущества перед известными аналогами

Высокая эффективность улавливания фильтров

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Улучшение качества изделий на 40%

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

19.12.2000

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)