Разработка технологии получения волокон и пористых материалов из жаростойких сплавов методом экстракции висящей капли расплава

• Автор: Борисов, Борис Вячеславович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание

Перечень принятых сокращений и обозначений

Введение

Глава 1 Обзор литературы по состоянию вопроса

1.1 Волочильные методы получения металлических волокон

1.2 Методы получения волокон резанием

1.3 Литейные методы получения волокон

1.3.1 Экструзия расплава

1.3.2 Метод центробежной закалки

1.3.3 Спиннингование расплава

1.3.4 Вытягивание расплава в оболочке метод УлитовскогоТейлора

1.3.5 Метод экстракции расплава
1.4 Методы формирования холстов на основе металлических волокон
1.4.1 Методы порошковой металлургии
1.4.2 Механическое холстоформирование
1.4.3 Аэродинамическое холстоформирование
1.4.4 Жидкостное холстоформирование
1.5 Методы скрепления волокон в холсте
1.5.1 Иглопробивная обработка
Заключение по литературному обзору и постановка задач исследований
Глава 2 Объекты и методы исследования
2.1 Способ получения волокон
2.2 Оборудование для получения волокон
2.2.1 Установка ЭВКРЭЛУ
2.2.2 Установка ЭВКРРН
2.3 Методы Исследования волокон и ПВМ
2.3.1 Изготовление шлифов и металлографические исследования
2.3.2 Исследование ПВМ
Выводы по главе 2
Глава 3 Исследование влияния параметров процесса ЭВКР на формообразование продукции.
3.1 Влияние скорости экстракции на геометрические параметры поперечного сечения волокон
3.2 Влияние скорости подачи расплава на формообразование волокон
3.3 Влияние типа источника нагрева на устойчивость процесса экстракции
3.4 Исследование геометрических параметров дискретных волокон
Выводы по главе 3
Глава 4 Формирование пористого холста методом ЭВКР
4.1 Способ формирования пористого холста методом ЭВКР
4.2 Механизмы взаимодействия волокон в пористом холсте, формируемом методом ЭВКР
4.2.1 Температура волокна при формировании ПВМ
4.2.2 Механическое сцепление волокон в ПВМ
4.2.3 Припекание волокон в ПВМ
4.3 Свойства пористых холстов, получаемых в процессе ЭВКР
Выводы по главе 4
Глава 5 Применение волокон и пористых холстов на их основе
5.1 Пористые волокновые материалы для звукопоглощающих и уплотнительтных конструкций
5.2 Носители катализаторов на основе ПВМ
5.3 Фильтры на основе металлических волокон
Выводы по главе 5
Основные выводы
Список используемой литературы


Наряду с природой исходного материала, методы получения ПВМ, существенно влияют на стоимость получаемых ПВМ, а также на область их использования. Процессы волочения, применяемые в производстве проволоки, являются также основными способами изготовления непрерывных металлических волокон. Различают два способа получения металлических волокон методом волочения: волочение одинарного волокна и волочение пучка волокон. При волочении одинарного волокна, за счет вытягивания заготовки через отверстие с диаметром несколько меньшим диаметра обрабатываемой заготовки, постепенно уменьшают диаметр получаемого волокна (см. Одинарным волочением получают стальное волокно для шинного корда диаметром 0-0 мкм, волокно нержавеющей стали диаметром мкм, волокна алюминия, вольфрама, молибдена и меди диаметром 5- мкм [2]. При очень значительном уменьшении диаметра проволоки в процессе волочения возникают напряжения, превышающие предел прочности й волокно разрушается. Поэтому необходимо многократное повторение операции вытяжки при малых диаметрах волокон ( - 0 мкм), что приводит к резкому снижению производительности и увеличению стоимости волокна. Необходимо большое количество операций промежуточного отжига, что также приводит к увеличению стоимости волокна. Кроме того, для получения тонкого волокна нужны твердосплавные или алмазные фильеры, изготовление которых с заданной точностью при столь малых размерах, представляет значительные трудности. При волочении одиночного волокна высока вероятность разрыва протягиваемой нити из-за наличия дефектов или включений в исходной заготовке. Модификации процесса волочения, позволяющие одновременно протягивать несколько волокон (волочение пучка проволок), позволили решить эти проблемы. При этом способе соединяют в пучок много исходных металлических волокон, охватывая эти волокна оберточным материалом. Затем пучок протягивают волочением до нужного диаметра, после чего снова охватывают такой пучок оберточным материалом и снова проводят волочение (см. При этом одновременно со значительным уменьшением числа операций волочения предотвращают легко-возникающие разрывы нитей, что позволяет снизить стоимость волокна (см. Для предотвращения слипания проволочных заготовок во время волочения их покрывают медью или же для оберточного материала используют среднеуглеродистую сталь, обладающую такой же склонностью к наклепу, как и нержавеющая сталь. Материалы для покрытий или оберточные материалы удаляют последующим травлением. Волочение пучка впервые использовала фирма «Brunswick Corp. BEKAERT» [6]. Волочение пучка проволок позволяет получать непрерывные волокна с эквивалентным диаметром 8 мкм. Из тугоплавких ’ металлов, например, из ниобия и тантала, этим способом были получены волокна субмикронных размеров (менее 1 мкм). Метод волочения пучка применяют для изготовления волокон из различных металлов и сплавов, в том числе сплавов железа и нержавеющих сталей, никелевых и кобальтовых жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, тугоплавких металлов (тантала, ниобия), драгоценных металлов (серебра, золота, платины). Основным ограничением метода волочения пучка проволок является сложность подбора оберточного материала, разделяющего отдельные волокна в процессе вытяжки. Оберточный материал должен удовлетворять нескольким специфическим требованиям. Он должен сам подвергаться вытяжке, обеспечивая пластическое течение, позволяющее получать однородные волокна. Кроме того, он должен отделяться от волокон под действием химических, механических или термических воздействий, не ухудшая при этом их свойств. На возможность производства качественных металлических нитей волочением влияют следующие факторы: оптимальный выбор волока; коэффициент уменьшения площади сечения заготовок при каждом пропуске волочением; материал фильер и их форма; смазочные средства и скорости волочения. Исходные материалы должны быть максимально высокой чистоты, чтобы свойства волокон не ухудшались из-за наличия хрупких включений. Наиболее сложными для получения методом волочения являются волокна на основе коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных суперсплавов.