RU2772879C1 - Method for obtaining nickel-chromium powders from x20h80 alloy waste in distilled water - Google Patents
Method for obtaining nickel-chromium powders from x20h80 alloy waste in distilled water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772879C1 RU2772879C1 RU2021136446A RU2021136446A RU2772879C1 RU 2772879 C1 RU2772879 C1 RU 2772879C1 RU 2021136446 A RU2021136446 A RU 2021136446A RU 2021136446 A RU2021136446 A RU 2021136446A RU 2772879 C1 RU2772879 C1 RU 2772879C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- distilled water
- powder
- alloy waste
- waste
- powders
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 5
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 13
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 title description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000015943 Coeliac disease Diseases 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009690 centrifugal atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических порошков. В промышленности для получения металлических порошков применяют физические и физико-химические методы.The invention relates to powder metallurgy, in particular to the production of metal powders. In industry, physical and physico-chemical methods are used to obtain metal powders.
Известен способ получения гранул методом газоструйного распыления [пат. РФ 2011474 С1, B22F 9/10, 30.04.1994], при котором в шихту индукционной плавки вводят 20-40% кусковых отходов распыляемого сплава в виде брака дисков, обрези литников, образцов от механических и жаропрочных испытаний и т. п. Полученный расплав подвергают распылению с помощью струи аргона повышенного давления. При дальнейшей переработке полученного порошка с целью выделения товарной фракции и очистки его от нежелательных примесей (шлака, керамики) около 50% гранул переходит в отходы.A known method of obtaining granules by gas-jet spraying [US Pat. RF 2011474 C1, B22F 9/10, 04/30/1994], in which 20-40% of the lumpy waste of the sprayed alloy is introduced into the charge of induction melting in the form of scrap discs, sprues, samples from mechanical and heat-resistant tests, etc. The resulting melt sprayed with high pressure argon jet. With further processing of the resulting powder in order to isolate the commercial fraction and purify it from unwanted impurities (slag, ceramics), about 50% of the granules go to waste.
Недостатком этого способа является большие потери дорогостоящего металла из-за невозможности переплава в индукционной печи образовавшихся отходов гранул. Это связано с тем, что порошковый материал из-за высокого омического сопротивления громадного количества мест точечных недостаточно плотных контактов частиц между собой, имеющих к тому же тонкую поверхностную окисную пленку, обладает недостаточной проводимостью наведенного (индукционного) вихревого тока.The disadvantage of this method is the large loss of expensive metal due to the impossibility of remelting the resulting waste pellets in the induction furnace. This is due to the fact that the powder material, due to the high ohmic resistance of the huge number of points of insufficiently tight point contacts between the particles, which also have a thin surface oxide film, has insufficient conductivity of the induced (inductive) eddy current.
Известен способ получения гранул центробежным распылением вращающейся заготовки [пат. РФ 2314179 С1, B22F 9/10, 01.10.2008], включающий индукционную плавку шихты с получением распыляемых заготовок и последующее плазменное распыление их при высоких скоростях вращения. В процессе изготовления распыляемых заготовок в шихту индукционной плавки также вводят 20-40% кусковых отходов.A known method of obtaining granules by centrifugal atomization of a rotating workpiece [US Pat. RF 2314179 C1, B22F 9/10, 01.10.2008], including induction melting of the charge to obtain sprayed blanks and their subsequent plasma spraying at high rotation speeds. In the process of manufacturing sprayed blanks, 20-40% of lumpy waste is also introduced into the charge of induction melting.
Недостатком этого способа является большие потери дорогих и дефицитных металлов в отходах гранул при переработке их на электролитических никелевых комбинатах.The disadvantage of this method is the large losses of expensive and scarce metals in the waste pellets during their processing at electrolytic nickel plants.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка [пат. РФ 2332280 С2, B22F 9/14, 30.06.2006], в котором порошок получают путем зажигания разряда между двумя электродами, один из которых катод, который выполняют из распыляемого материала в виде стержня, диаметром 10≤d≤40 мм. В качестве другого электрода-анода используют электролит (техническая вода). Процесс получения порошка ведут при следующих параметрах: напряжение между электродами 500≤U≤650 В, ток разряда 1,5≤I≤3 А, расстояние между катодом и электролитом 2≤l≤10 мм. Весь процесс ведут при атмосферном давлении.Closest to the claimed technical solution is a method for producing metal powder [US Pat. RF 2332280 C2, B22F 9/14, 06/30/2006], in which the powder is obtained by igniting a discharge between two electrodes, one of which is a cathode, which is made of a sprayed material in the form of a rod, with a diameter of 10 ≤ d ≤ 40 mm. An electrolyte (technical water) is used as another anode electrode. The powder production process is carried out with the following parameters: voltage between
Недостатком прототипа является невозможность получения порошков-сплавов с равномерным распределением легирующих элементов, а также высокие энергетические затраты.The disadvantage of the prototype is the impossibility of obtaining alloy powders with a uniform distribution of alloying elements, as well as high energy costs.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения порошков из отходов марки Х20Н80 в воде дистиллированной с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.The claimed invention is aimed at solving the problem of obtaining powders from waste grade Х20Н80 in distilled water with low cost, low energy costs and environmental cleanliness of the process.
Поставленная задача достигается тем, что порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов марки Х20Н80 в воде дистиллированной при напряжении на электродах от 180…200 В, ёмкости конденсаторов 50…55 мкФ и частоте следования импульсов 180…200 Гц.The task is achieved by the fact that the powder is obtained by electroerosive dispersion of X20H80 waste in distilled water at a voltage on the electrodes of 180...200 V, a capacitor capacitance of 50...55 μF and a pulse repetition rate of 180...200 Hz.
Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.The EED process is the destruction of a conductive material as a result of local action of short-term electrical discharges between the electrodes. In the discharge zone, under the influence of high temperatures, heating, melting and partial evaporation of the metal occur.
На фигуре 1 – результаты микроскопии и микроанализа порошков; на фигуре 2 – рентгеноспектральный микроанализ образца; на фигуре 3 – гранулометрический состав образцов; на фигуре 4 – рентгеноструктурный анализ образца.Figure 1 shows the results of microscopy and microanalysis of powders; figure 2 - X-ray spectral microanalysis of the sample; figure 3 - granulometric composition of the samples; figure 4 - x-ray diffraction analysis of the sample.
Пример 1.Example 1
На экспериментальной установке для получения никельхромовых порошков из токопроводящих материалов в воде дистиллированной при массе загрузки 500 г диспергировали отходы марки Х20Н80. При этом использовали следующие электрические параметры установки:On the experimental setup for the production of nickel-chromium powders from conductive materials in distilled water at a load weight of 500 g, waste of the Kh20N80 brand was dispersed. In this case, the following electrical parameters of the installation were used:
− напряжение на электродах от 160…180 В;− voltage on the electrodes from 160…180 V;
− ёмкость конденсаторов 45…50 мкФ;− capacitance of capacitors 45…50 uF;
− частота следования импульсов 160…180 Гц.− pulse repetition frequency 160…180 Hz.
65,5 мкФ, напряжении на электродах 200 В, частоте следования импульсов 200 Гц65.5 µF, electrode voltage 200 V, pulse repetition rate 200 Hz
Данные режимы получения порошка не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования протекает не стабильно.These modes of obtaining powder are not recommended, because. the process of electroerosive dispersion is not stable.
Пример 2.Example 2
На экспериментальной установке для получения никельхромовых порошков из токопроводящих материалов в воде дистиллированной при массе загрузки 450 г диспергировали отходы марки Х20Н80. При этом использовали следующие электрические параметры установки:On an experimental setup for obtaining nickel-chromium powders from conductive materials in distilled water with a load weight of 450 g, waste of the Kh20N80 brand was dispersed. In this case, the following electrical parameters of the installation were used:
− напряжение на электродах от 180…200 В;− voltage on the electrodes from 180…200 V;
− ёмкость конденсаторов 50…55 мкФ;− capacitance of
− частота следования импульсов 180…200 Гц.− pulse repetition frequency 180…200 Hz.
Полученный порошок исследовали различными методами. The resulting powder was studied by various methods.
Для изучения формы и морфологии полученных порошков были выполнены снимки на растровом электронном микроскопе «QUANTA 600 FEG». На основании фигуры 1, порошок, полученный методом ЭЭД из отходов Х20Н80, в основном состоит из частиц правильной сферической формы (или эллиптической), с включениями частиц неправильной формы (конгломератов) и осколочной формы.To study the shape and morphology of the obtained powders, images were taken on a scanning electron microscope "QUANTA 600 FEG". Based on figure 1, the powder obtained by the EED method from the X20H80 waste mainly consists of particles of the correct spherical shape (or elliptical), with inclusions of particles of irregular shape (conglomerates) and fragmentation.
Анализ фазового состава частиц шихты проводили методом рентгеновской дифракции на дифрактометре «Rigaku Ultima IV» (Япония) в излучении Cu-Kα (длина волны λ = 0,154178 нм). В результате изучения концентраций элементного и минералогического состава образца, были получены результаты, представленные на фигуре 2. Analysis of the phase composition of charge particles was carried out by X-ray diffraction on a Rigaku Ultima IV diffractometer (Japan) in Cu-Kα radiation (wavelength λ = 0.154178 nm). As a result of studying the concentrations of the elemental and mineralogical composition of the sample, the results presented in figure 2 were obtained.
Основным материалом в образце является железо, никель, хром, углерод.The main material in the sample is iron, nickel, chromium, carbon.
Затем полученный порошок проанализировали с помощью лазерного анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec» для определения распределения полученных частиц порошка по размерам (фигура 3). The resulting powder was then analyzed with an Analysette 22 NanoTec laser particle size analyzer to determine the size distribution of the resulting powder particles (FIG. 3).
Установлено, что средний размер частиц составляет 34,122 мкм, арифметическое значение – 34,12 мкм. It was found that the average particle size is 34.122 µm, the arithmetic value is 34.12 µm.
Анализ фазового состава полученного порошка (фигура 4) показал, что получение порошка в воде дистиллированной способствует образованию фаз карбидов Cr2О3. Основные фазами являются Fe, Ni, Cr и Cr2О3.Analysis of the phase composition of the obtained powder (figure 4) showed that the preparation of the powder in distilled water promotes the formation of phases of Cr 2 O 3 carbides. The main phases are Fe, Ni, Cr and Cr 2 O 3 .
Пример 3.Example 3
На экспериментальной установке для получения никельхромовых порошков из токопроводящих материалов в воде дистиллированной при массе загрузки 400 г диспергировали отходы марки Х20Н80. При этом использовали следующие электрические параметры установки:On the experimental setup for the production of nickel-chromium powders from conductive materials in distilled water with a load weight of 400 g, waste of the Kh20N80 brand was dispersed. In this case, the following electrical parameters of the installation were used:
− напряжение на электродах от 200…220 В;− voltage on electrodes from 200…220 V;
− ёмкость конденсаторов 55…60 мкФ;− capacitance of capacitors 55…60 uF;
− частота следования импульсов 200…220 Гц.− pulse repetition frequency 200…220 Hz.
Данные режимы получения порошка не рекомендуются, т.к. процесс диспергирования идет не стабильноThese modes of obtaining powder are not recommended, because. dispersion process is not stable
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772879C1 true RU2772879C1 (en) | 2022-05-26 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2824009C1 (en) * | 2024-03-12 | 2024-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Method of producing iron-chromium-nickel powders from “x25h20” alloy wastes in distilled water |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1722692A1 (en) * | 1990-06-11 | 1992-03-30 | Научно-Производственное Объединение "Стеклопластик" (Su) | Method of spark-erosion dispersing of metals |
| US20070101823A1 (en) * | 2003-06-25 | 2007-05-10 | Prasenjit Sen | Process and apparatus for producing metal nanoparticles |
| RU2681237C1 (en) * | 2018-02-12 | 2019-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method for producing cobalt-chromium powders by electroerosive dispersion |
| RU2699479C1 (en) * | 2019-04-10 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method of producing nichrome powders by electro-erosive dispersion in distilled water |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1722692A1 (en) * | 1990-06-11 | 1992-03-30 | Научно-Производственное Объединение "Стеклопластик" (Su) | Method of spark-erosion dispersing of metals |
| US20070101823A1 (en) * | 2003-06-25 | 2007-05-10 | Prasenjit Sen | Process and apparatus for producing metal nanoparticles |
| RU2681237C1 (en) * | 2018-02-12 | 2019-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method for producing cobalt-chromium powders by electroerosive dispersion |
| RU2699479C1 (en) * | 2019-04-10 | 2019-09-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method of producing nichrome powders by electro-erosive dispersion in distilled water |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2824009C1 (en) * | 2024-03-12 | 2024-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Method of producing iron-chromium-nickel powders from “x25h20” alloy wastes in distilled water |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Latypov et al. | Electroerosion micro-and nanopowders for the production of hard alloys | |
| DE2207048A1 (en) | Device for generating an electric arc and method for the extraction or treatment of metals by means of such a device | |
| Ageev et al. | Investigation of the elemental composition of the WNF-95 sintered powder alloy obtained by the electroerosive dispersion of waste in a carbon-containing liquid | |
| RU2699479C1 (en) | Method of producing nichrome powders by electro-erosive dispersion in distilled water | |
| RU2772879C1 (en) | Method for obtaining nickel-chromium powders from x20h80 alloy waste in distilled water | |
| Ageev et al. | Shape and morphology of the particles surface of electroerosive powders of micro-and nanometric fractions, obtained from H17MYuA steel in kerosene | |
| WO2002043905A2 (en) | A method and apparatus for the production of metal powder granules by electric discharge | |
| RU2590045C2 (en) | Method of producing metal nanopowder from wastes of high speed steel in kerosene | |
| RU2709561C1 (en) | Method of producing tungsten-titanium-cobalt powders from t30k4 alloy wastes in alcohol | |
| RU2779730C1 (en) | Method for producing heat-resistant nickel powder from «жс6у» alloy waste in distilled water | |
| RU2784145C1 (en) | Method for producing heat-resistant nickel powder from waste of zhs6u alloy in lamp kerosene | |
| RU2612117C1 (en) | Method for producing aluminium nanopowders | |
| RU2829391C1 (en) | Method of producing nickel powder from nickel wastes of grade pnk-0t1 in distilled water | |
| RU2681237C1 (en) | Method for producing cobalt-chromium powders by electroerosive dispersion | |
| RU2824153C1 (en) | Method of producing hard alloy powder from wastes of “t30к4” alloy in diesel fuel | |
| RU2735844C1 (en) | Method of producing corrosion-resistant powder of steel x17 in kerosene | |
| Khanra et al. | Electrical discharge machining studies on reactive sintered FeAl | |
| RU2827580C1 (en) | Method of producing tungsten-free hard-alloy powder from wastes of alloy th20 in distilled water | |
| RU2784147C1 (en) | Method for producing hard alloy powder from t5k10 alloy waste in distilled water. | |
| RU2791734C1 (en) | Method for obtaining hard-alloy powder from t5k10 alloy waste in lighting kerosene | |
| RU2824011C1 (en) | Method of producing tungsten-free hard-alloy powder from wastes of alloy tn20 in isopropyl alcohol | |
| RU2763431C1 (en) | Method for producing tungsten-free hard-alloy powder materials in distilled water | |
| RU2804892C1 (en) | Method for producing molybdenum powder by electroerosion of molybdenum waste | |
| Alpatova et al. | Dust formation in the arc heating of zinc-plated steel | |
| RU2805515C1 (en) | Method for producing lead-antimony powders from wastes of ссу3 alloy in lighting kerosene |