Método de producción de artículo moldeado en polvo
Descripción general
 Uno o más polvos seleccionados del grupo de metales, aleaciones, compuestos intermetálicos y cerámicas y uno o más polvos de sustancias sublimables o un fundido del mismo se mezclan y se colocan en un molde inyección o de ajuste a presión para el cuerpo moldeado, el cuerpo moldeado según se requiera incrustado en un recipiente lleno de polvo cerámico después de recubrir con un polvo o suspensión del refractario, para eliminar la sustancia sublimable, entre fría o caliente Presurizarlo ] Incluso con artículos moldeados de formas complicadas, se mejora la uniformidad de la densidad, la composición y las características uniformes, y los artículos moldeados en polvo se pueden fabricar fácilmente y en un proceso de bajo costo.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método para producir un artículo moldeado en polvo. Más particularmente, esta invención se refiere a una turbina de gas, de alta resistencia artículo isotrópica moldeado útil polvo moldeado método de producción del artículo como un método de moldeo o similar que tiene una forma complicada, como las cuchillas y discos de un motor a reacción.
Recientemente, TiAl, Ti3 y compuestos intermetálicos tales como Al, de cerámica o de metal, aleación, compuesto intermetálico y el refractario por un material compuesto de cerámica, de alta resistencia cuchillas material ligero de turbinas de gas y motores a reacción, discos de turbina Está siendo estudiado para su uso. Además, se espera que tales campos de aplicación se expandan a otras partes de máquina, materiales estructurales, aparatos químicos y similares.
El moldeo de estos materiales se ha estudiado como el denominado método de moldeo de polvos como uno adecuado para el moldeo como un producto de forma complicada, y ya se comenzó a poner en práctica. Como este método, existe lo que se conoce como el llamado método de moldeo de cerámica. El método molde de cerámica, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2, para producir un tipo de cerámica forma predeterminado formado de una cerámica porosa, llena de polvos de polvo de aleación de titanio o similares del material dentro del molde, el molde , Y el espacio dentro del contenedor se llena con un polvo cerámico (medio de presión secundario), todo el interior del contenedor de metal se evacua y sella y luego se somete al tratamiento HIP.
Este método tiene la ventaja de que se puede aplicar a un producto con una forma bastante complicada, y hasta ahora se considera que es la tecnología de formación de perfil más excelente. Además, se ha propuesto un método de moldeo de polvo que utiliza un molde de vidrio como alternativa al molde cerámico. Sin embargo, a pesar de estas ventajas, el metal del polvo convencional moldeo de molde de cerámica una forma complicada en el caso del método y el tipo de vidrio a fin de no igualar fácilmente el densidad de empaquetamiento del polvo de materia prima de la aleación, absolutamente molduras La composición se volvió no uniforme, y hubo un problema en términos de fiabilidad de las características. Además, es difícil fabricar el tipo de cerámica o el propio tipo de vidrio para formar el producto de forma complicada, y en realidad es difícil reducir el costo.
Por esta razón, se ha deseado firmemente establecer una nueva técnica de moldeo de polvos que sea excelente en densidad de moldeo, uniformidad en su composición y fácil en la fabricación de un molde. La presente invención se ha realizado en vista de las circunstancias como por arriba, para eliminar las desventajas de los métodos de moldeo en polvo tal como molde convencional de cerámica, la precisión de moldeo, por supuesto, la densidad, excelente uniformidad de composición en polvo Es un objeto de la presente invención proporcionar un nuevo método que pueda producir fácilmente un artículo moldeado a bajo costo.
Antecedentes de la técnica
Medios para resolver el problema
La presente invención, en cuanto a resolver el problema anterior, un metal, una aleación, y uno o más polvos seleccionados compuestos intermetálicos y grupo de cerámica, de uno o más polvos de sustancia sublimable o un cuerpo moldeado por inyección o prensado en el molde se mezcla con la masa fundida, incrustado el cuerpo moldeado en un recipiente lleno de polvo cerámico, se eliminó el material sublimable, el frío o prensado en caliente Y sometiendo la mezcla a tratamiento a presión.
Además, la presente invención es, cuando el enterrado, cuerpos pre-conformado o estar recubierto con un polvo o suspensión del refractario, tratamiento de presión isotrópica sublimable después de la eliminación del material (CIP HIP) o similar de la de También tiene un aspecto. Es decir, el método de fabricación del artículo moldeado en polvo de la presente invención emplea medios característicos que nunca se han visto, como se ejemplifica en la figura 1.
a) compuestos intermetálicos En primer lugar, en este método, un metal, una aleación, una o más polvo de materia prima se selecciona y grupo de cerámica, de uno o más polvos o fusión sustancia sublimable Mezcle con el cuerpo.
En este caso, ninguna limitación particular sobre el tipo de polvo de materia prima, donde el titanio se ha utilizado en el moldeo de polvo a, níquel y niobio y diversas aleaciones o Ti3 Al ,, TiAl, Ni3 Al, NiAl, Cb3 Sn compuestos intermetálicos tales noticias, selección de alúmina, zirconia, sílice, óxido de itrio, óxido de titanio, magnesia, nitruro de silicio, carburo de silicio, óxidos de carburo de titanio o similar, nitruros, carburos, de un grupo cerámico adecuado de tales boruros Tu puedes hacer
Con respecto a este polvo de materia prima, generalmente es preferible que el diámetro de partícula del mismo se ajuste a aproximadamente 150 μm o menos como diámetro de partícula medio. Entonces, como la sustancia sublimable a ser mezclado en estos polvos materia prima puede ser adecuadamente utilizado, comenzando con los diversos conocida, por ejemplo, naftaleno, p-diclorobenceno, di-cloronaftaleno, ácido benzoico dicloro, naftaleno dioxi, Jietookisaru Ácido, xiloquinona y similares.
Estas sustancias sublimables se usan generalmente en una proporción de 10 50% en peso con respecto a la cantidad total con la materia prima en polvo. Se puede usar en polvo o derretir. Cuando se usa como un polvo, su tamaño de partícula es preferiblemente de aproximadamente 500 μm o menos. Sin embargo, como puede estar en un estado semifundido, no se requiere que la restricción en el tamaño de partícula sea particularmente estricta.
b) A continuación, la mezcla obtenida se inyecta o se prensa en un molde de una forma requerida para obtener un cuerpo moldeado.
La presión en el momento del ajuste a presión en este momento tampoco está particularmente limitada. Puede seleccionarse apropiadamente entre aproximadamente 1 y 50 kg / cm 2 y presurizarse. Como la posibilidad de ajuste a presión, y la presión en el momento de ajuste a presión, para la temperatura, se puede determinar considerando el polvo de materia prima y el tipo de sustancias sublimables, o un artículo moldeado, tal como la forma de interés. En el caso de formar una forma más complicada, generalmente es preferible adoptar la condición de ajuste a presión.
El molde de metal puede estar formado de metal, cerámica, resina o similar.
c) Retire el cuerpo moldeado del molde y cubra su superficie con polvo refractario o lechada, según sea necesario. Por ejemplo, se puede aplicar polvo refractario natural o su lechada, o un recubrimiento cerámico apropiado tal como sol de alúmina, sol de zirconia, sol de sílice o similares. El recubrimiento con polvo puede adoptarse por medios tales como CIP.
d) El cuerpo conformado recubierto o no recubierto se incrusta en un recipiente metálico lleno con un polvo cerámico tal como alúmina, zirconia o similar.
e) En este estado integrado, el material sublimable se elimina a una temperatura arbitraria bajo presión atmosférica o presión reducida.
Normalmente, la eliminación del material sublimable bajo una presión reducida de aproximadamente 1 × 10-3 1 × 10-1Torr, se puede llevar sin problemas a cabo por calentamiento por debajo de aproximadamente 50 ° C. 60 ° C ..
f) Tratamiento de prensa en frío o en caliente a vacío o atmósfera de gas inerte para obtener el artículo moldeado en polvo requerido. Puede ser un tratamiento de presión isotrópico de HIP CIP. Las condiciones en este momento pueden establecerse de manera apropiada dependiendo del tipo de polvo de materia prima objetivo.
Como es evidente a partir del proceso anterior, en la presente invención, como con el método de moldeo convencional, no se usa ningún tipo de cerámica o tipo de vidrio como producto de forma complicada. Por lo tanto, incluso un producto moldeado que tiene una forma complicada asegura uniformidad en densidad y composición, y permite la producción de un producto moldeado en polvo como un proceso simple y de bajo costo. En lo sucesivo, se mostrarán ejemplos, y el método de producción de la presente invención se describirá con más detalle.
Ejemplo 1
Se mezclaron 250 g de polvo de p-diclorobenceno con 500 g de polvo de TiAl (tamaño medio de partícula: aproximadamente 130 μm) y se mezclaron bien con un agitador. Esta mezcla se calentó a 62ºC para fundir el paradiclorobenceno y se inyectó en un molde para obtener un cuerpo moldeado. La superficie de este cuerpo moldeado se cubrió con una suspensión que contenía polvo de alúmina mezclado con sol de alúmina y se enterró en polvo de alúmina relleno con una lata cilíndrica cilíndrica hecha de Ti. Temperatura continuar 30 ° C, de sublime Parajikurorubenzen bajo un vacío de 10 @ -2 Torr, 1200 ° C, para obtener una forma de la pala de rotor de turbina de TiAl requerido realiza tratamiento HIP en una atmósfera de Ar a 1000 kgf / cm @ 2 . La densidad fue de 3.96 g / cm3, y la resistencia fue como se muestra en la siguiente Tabla 1.
Este método, la densidad del artículo moldeado, la composición, era posible convertir la resistencia al calor, uniformes moldeado propiedades artículo obtenido tales como la resistencia, también produjeron mucho más simple que el coste convencional y baja.
Ejemplo 2
Se mezclaron 130 g de polvo de naftaleno con 500 g de polvo de Nb3Sn y se mezclaron a fondo con un agitador. Esta mezcla se calentó a 90ºC para fundir naftaleno y se inyectó en un molde para obtener un cuerpo moldeado superconductor. La superficie del cuerpo moldeado después del secado se recubrió con una suspensión obtenida mediante la mezcla de sol de zirconia zirconia polvo fue enterrado en polvo de zirconia que había sido llenado en la lata cilíndrica Ti. 40 ° C, en una atmósfera de argón después de la sublimación eliminó naftaleno bajo una presión reducida de 10 @ -2 Torr, 1200 ° C, para obtener un superconductor Cb3 Sn forma deseada realiza tratamiento HIP a 1000 kgf / cm @ 2.
Ejemplo 3
Se mezclaron 400 g de polvo de TiC, 100 g de polvo de Ti y 180 g de polvo de p-diclorobenceno y se mezclaron a fondo con un agitador. Esta mezcla se calentó a 70ºC y se prensó en el molde a 2 kgf / cm2 para obtener un cuerpo moldeado. Después de formar la capa de envoltura de itria aproximadamente 5 mm alrededor del cuerpo moldeado por CIP cubre el polvo de itria alrededor del cuerpo verde, el p-diclorobenceno se retiró por sublimación. Luego, el cuerpo moldeado revestido con itria enterrados en el polvo de itria que se carga en el cilíndrica Ti puede, 1250 ° C en una atmósfera de Ar para obtener la pala de rotor de turbina de TiAl realiza tratamiento HIP a 1000 kgf / cm @ 2.
Ejemplo 4
TiAl polvo de 450 g, Ti 5 g de polvo, después a fondo agitó mediante un agitador una mezcla de di-cloronaftaleno 165 g, se moldeó cuerpos y la mezcla se prensó en a a 2 kgf / cm @ 2 se calentó a 60 ° C y el molde. La superficie del cuerpo moldeado después del secado se revistió con sol de alúmina se mezclaron con polvo de alúmina en la suspensión se fijó en polvo de alúmina que había sido empaquetado en pt hecho lata cilíndrica, un di cloronaftaleno después de la sublimación eliminado, atmósfera de Ar 1.550 ° C. , El tratamiento HIP se llevó a cabo bajo la condición de 1000 kgf / cm2 para obtener una boquilla de turbina Ti TiC.
Ejemplo 5
Se mezclaron a fondo 500 g de polvo de Nb y 90 g de xiloquinona con un agitador y se calentaron a 60ºC y se prensaron en un molde de metal a 3 kgf / cm2. La periferia del cuerpo moldeado obtenido se revistió con polvo de itrio y luego se sometió a tratamiento CIP para formar una capa de revestimiento cerámico que tenía un espesor de aproximadamente 8 mm en la parte de la capa superficial del cuerpo moldeado. A continuación, establezca el cuerpo en forma de envuelta en la capa de la cáscara en el polvo de óxido de itrio que había sido empaquetado en Nb cilíndrico de acero puede, en una atmósfera de Ar después de la sublimado eliminado Kishirokinon a temperatura ambiente, 1.600 ° C, se somete a tratamiento HIP a 1000 kgf / cm @ 2 Se obtuvo una boquilla de turbina hecha de Nb.
Ejemplo 6
Se mezclaron uniformemente 500 g de polvo de acero inoxidable y 100 g de polvo de ácido diclorobenzoico con un agitador y la mezcla se calentó a 165ºC y se vertió en un molde para obtener un cuerpo moldeado. Este compacto se incrustó en polvo de alúmina en un recipiente para presurización en frío. Después de la presurización preliminar a 100 kgf / cm2, el ácido diclorobenzoico se sublimó del cuerpo moldeado preimpreso y se eliminó. A continuación, se presurizó a 1000 kgf / cm2 para obtener un cuerpo moldeado de acero inoxidable. Esto se calentó a 1250ºC en una atmósfera de Ar para obtener un producto sinterizado de cuerpo de válvula.
Ejemplo 7
Y2 03 que contiene Ni-base superaleación polvo de 500 g, se mezclaron uniformemente mediante un agitador de polvo de ácido Jietookisaru 120 g, y el cuerpo en forma y la mezcla se prensó a 2 kgf / cm @ 2 se calentó a 90 ° C en el molde. Enterrando este cuerpo moldeado en polvo de alúmina para la cavidad presurización, después de la sublimación eliminar el ácido Jietookisaru de preforma, 1000 ° C, a presión con 1000 kgf / cm @ 2. Posteriormente, este compacto se sinterizó en una atmósfera de Ar a 1100ºC para obtener una cuchilla de boquilla para una turbina de gas.
Ejemplo 8
Ni3 Al en polvo 500 g, Parajikurorubenzen polvo de 100 g, se mezclaron uniformemente mediante un agitador de naftaleno en polvo 50 g, se moldea el cuerpo mediante la inyección de la mezcla se calentó a 75 ° C en el molde. Este compacto se enterró en polvo de zirconio en un recipiente de acero inoxidable y se presurizó a 150 kgf / cm2 en estado frío. Posteriormente, el paradiclorobenceno se eliminó del comprimido prensado en frío por sublimación. Luego, un recipiente a presión que incluye un cuerpo en forma se fijó en un aparato de HIP, en una atmósfera de Ar, 1250 ° C, se calentó a 1000 kgf / cm @ 2, se realiza la presurización tratamiento para obtener un muy pequeño álabes de la turbina de porosidad.
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención, como se explica en detalle anteriormente, la uniformidad de densidad, composición e incluso características se mejora incluso con artículos conformados complicados, y es posible fabricar artículos moldeados en polvo convenientemente como un proceso de bajo costo.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de flujo de proceso que ilustra el método de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal que ilustra un método convencional.
Reclamo
Reivindicación 1 metales, aleaciones, y uno o más polvos seleccionados compuestos intermetálicos y grupo de cerámica, mediante la mezcla de una o más clases de polvo o de una masa fundida su oro sustancia sublimable moldeo en polvo inyectado o prensado en un molde y el cuerpo moldeado fue enterrado este cuerpo moldeado en un recipiente lleno de polvo cerámico, se eliminó el material sublimable, que comprende el tratamiento en frío o prensado en caliente Método de producción de bienes.
Dibujo :
Application number :1994-002011
Inventors :工業技術院長、大同特殊鋼株式会社
Original Assignee :高柳猛、遠藤博司