Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13644
.pdf
Слева полностью: сентябрь. 16, 1931.
Полный. Принято к публикации: 17 марта 1932 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
369,963 Усовершенствования в производстве и изготовлении малеиновой алциды или ее ангидрида.
Я, Джеймс Ятсе Джонсон, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Линкольнс-Инн-Филдс, 47,
графство Лондон, джентльмен, настоящим заявляю, что характер данного изобретения (о котором мне
сообщила из-за границы компания I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschait из Франкфурта-на-Майне, Германия,
акционерное общество, организованное в соответствии с немецким законодательством) заключается в
следующем:
Мои зарубежные корреспонденты обнаружили, что малеиновую кислоту или ее ангидрид, соответственно,
легко и с хорошим выходом получают, когда кротональдегид или кротоновую кислоту в паровой фазе
контактируют с кислородом или газами, содержащими кислород, с катализаторами окисления, используемыми
в каталитическом окислении органических соединений при повышенных температурах, обычно от 2000 до
5000 градусов Цельсия. Реакция начинается при довольно низких температурах. Например, при температуре
2500 градусов Цельсия малеиновая кислота получается с хорошим выходом. Особое преимущество процесса
согласно настоящему изобретению, помимо прочего, заключается в получении очень чистой иналеиновой
кислоты, свободной от вредных побочных продуктов. Вместо оксида железа (эротональдегида) можно
непосредственно использовать альдоль, который при нагревании легко превращается в кротональдегид.
В качестве катализаторов можно упомянуть, например, ванадовую кислоту, титановую или молибденовую
кислоту, как по отдельности, так и в смеси друг с другом или с другими катализаторами, такими как
вольфрамовая кислота или оксид свинца.
Процесс может проводиться при атмосферном или любом другом желаемом давлении.
Приведенные ниже примеры дополнительно иллюстрируют природу данного изобретения, однако
изобретение не ограничивается этими примерами.
41 ПРИМЕР 1. Поток воздуха со скоростью 15 литров в час пропускается через кротональдегид при
температуре 300 градусов Цельсия в сочетании со вторым потоком воздуха со скоростью 150 литров в час,
проходящим при температуре 3500 градусов Цельсия над смесью оксида ванадия и оксида молибдена (из 10
частей ванадата аммония и 5 частей молибденовой кислоты), которая наносится на небольшие кусочки
алюминия размером с горошину. Охлаждение реакционных газов позволяет получить очень чистый
малеиновый ангидрид с хорошим выходом, причем ангидрид получают из кислоты, первоначально
образовавшейся в результате приложенного нагревания.
Когда смесь паров кротоновой кислоты и воздуха, полученная путем пропускания 200 литров воздуха в час
через кротоновую кислоту, нагретую до 900 градусов Цельсия, пропускается при температуре 3200 ± 65
градусов Цельсия через тот же катализатор, образуется также малеиновый ангидрид. Если используется
альдольная конденсация, испарение предпочтительно проводят при температуре от 800 до 900 градусов
Цельсия потоком воздуха со скоростью от 5 до 10 литров в час, а затем паровую смесь смешивают с
дополнительным количеством воздуха.
ПРИМЕР 2.
Поток воздуха со скоростью 75 литров в час пропускается через 87-процентный кротоновый альдегид,
нагретый до 300 градусов Цельсия. Поток воздуха, насыщенного парами альдегида, смешивают со вторым
потоком воздуха со скоростью 220 литров в час (80 м/с), и всю газовую смесь затем пропускают при
температуре 3000 градусов Цельсия через катализатор, приготовленный следующим образом: 20 граммов
молибденовой кислоты суспендируют в 85 кубических сантиметрах дистиллированной воды вместе с 8
граммами ванадовой кислоты, граммами оксида титана и 10 граммами щавелевой кислоты, 100 кубическими
сантиметрами гранулированной пемзы (диаметром около 20 м/с, гранулы размером примерно с горошину),
затем добавляют и все выпаривают досуха при перемешивании.
Газовая смесь, выходящая из реакционной камеры, охлаждается и промывается водой, в результате чего из
каждых 100 частей кротонового альдегида получают от 105 до 110 частей малеиновой кислоты (в пересчете
на 100% альдегида), при этом около 80% кислоты находится в форме ангидрида. Дата: 17 декабря 1930 г.
Дж. Й. и Г. У. Джонсон, 47, Линкольнс-Инн-Филдс, Лондон, W.C.2,
Агенты.
369.963 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве малеинового алкала или его ангидрида.
1, ДЖЕЙМС ЯТ4 ДЖОНСОН, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Линкольнс-Инн-Филдс,
47, графство Лондон, джентльмен, настоящим заявляю о характере данного изобретения (которое было
сообщено мне из-за границы компанией I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschaft из Франкфурта-на-Майне,
Германия, акционерным обществом, организованным в соответствии с немецким законодательством) и о
способе его осуществления, который будет подробно описан и установлен в следующем заявлении:
Мои зарубежные корреспонденты обнаружили, что малеиновую кислоту и ее ангидрид легко и с хорошим
выходом получают, когда кротональдегид или кротоновую кислоту, или их смесь, находятся в паровой фазе
вместе с кислородом или газами, содержащими кислород, и контактируют с катализаторами, состоящими из
или содержащими по меньшей мере один из оксидов или солей ванадия и молибдена при температурах от
2000 до 500 градусов Цельсия, предпочтительно от 2500 до 3800 градусов Цельсия. Реакция начинается при
довольно низких температурах; например, даже при температуре всего 2500 градусов Цельсия малеиновая
кислота получается с хорошим выходом. Теоретически для окисления кротоновой кислоты требуется 1
молекулярная доля кротональдегида, для чего необходимо как минимум 2 молекулярные доли кислорода,
причем эквимолекулярной доли кислорода теоретически достаточно для окисления кротоновой кислоты.
Однако наилучшие результаты достигаются при использовании кислорода в значительном избытке по
сравнению с теоретически необходимым количеством; кислород можно разбавлять инертными газами, такими
как азот или диоксид углерода.
Поскольку воздух дешевле чистого кислорода, я предпочитаю использовать воздух и, как правило, использую
около 1 кубического метра воздуха на 56 граммов, предпочтительно около граммов, кротоновой кислоты или
кротональдегида.
Предпочтительно не использовать количество кротональдегида от 56 до 480 граммов на 1 кубический метр
воздуха, чтобы избежать взрывов; однако, если используется количество кротональдегида в указанном
диапазоне, взрывов все же можно избежать, работая при пониженном давлении и, соответственно, при более
низкой температуре. Добавление углекислого газа в газовую смесь также может снизить риск взрывов. Особое
преимущество процесса, согласно настоящему изобретению, заключается, в частности, в получении очень
чистой малеиновой кислоты, свободной от вредных побочных продуктов. Вместо кротональдегида можно
непосредственно использовать ацетальдол, который при нагревании до температуры примерно от 540 до 850
градусов Цельсия легко превращается в кротональдегид.
Как уже было сказано, катализаторы состоят из, или по существу содержат, по меньшей мере, один оксид или
соль металлов ванадия и молибдена. Оксиды могут использоваться отдельно, но обычно их смешивают с
твердыми разбавителями, чтобы сэкономить 7 (каталитический материал). Эти твердые разбавители могут
выступать в качестве инертных носителей и/или повышать эффективность катализаторов; также могут
использоваться смеси различных видов твердых разбавителей. В качестве твердых инертных разбавителей
75% используются, например, компактные металлы, такие как гранулы металлического алюминия.
Разбавители, повышающие эффективность катализаторов, представляют собой, например, соединения
металлов, трудно восстанавливаемые водородом до соответствующих металлов, такие как оксиды металлов,
например, оксид титана и гидратированный оксид титана, оксид вольфрама и его гидрат, диоксид кремния или
оксид алюминия. Поскольку эти 85 трудновосстанавливаемых оксидов повышают эффективность
катализаторов, при использовании таких 90 разбавителей требуется очень небольшое количество оксида
ванадия или молибдена по отношению к указанным трудновосстанавливаемым оксидам.
Помимо оксидов ванадия и/или молибдена, или смесей этих оксидов с указанными разбавителями, в
катализаторах могут также присутствовать небольшие количества оксидов твердых металлов, отличных от
благородных металлов 95, таких как, например, оксид цинка, оксид церия, оксид хрома, оксид кобальта, оксид
свинца, оксид циркония, оксид олова, оксид калия, оксид натрия, оксид лития, 100 оксид рубидия, оксид
кальция, оксид бария, оксид стронция или оксид магния. Основные оксиды, используемые в качестве добавок,
могут также присутствовать в катализаторах в виде их солей вместе с теми оксидами, которые имеют кислую
природу, и, как уже указывалось, вместо соответствующих оксидов могут использоваться соли ванадия и
молибдена, так, например, в качестве катализаторов могут использоваться вольфраматы или молибдаты
щелочных или щелочноземельных металлов, а в них могут присутствовать вольфраматы или силикаты
щелочных или щелочноземельных металлов. Также природные силикаты, такие как пемза или кизельгур,
могут использоваться в качестве разбавителей для катализаторов, причем небольшое количество
содержащихся в них металлических примесей, таких как оксиды кальция, магния, бария или стронция, во
многих случаях действуют как активаторы.
Особенно активные катализаторы получают с использованием низших оксидов ванадия или молибдена (V2O,
V2O3 и MOO2) по отдельности или, предпочтительно, в сочетании с оксидом титана; такие катализаторы
могут быть приготовлены путем нагревания досуха водных дисперсий оксидов или солей соответствующих
металлов вместе с водным раствором щавелевой кислоты. При использовании пористых разбавителей, таких
как пемза, оксиды металлов могут быть закреплены на ней непосредственно таким способом, например,
путем нагревания досуха смеси гранулированной пемзы, измельченного ванадата аммония и оксида титана,
суспендированной в водном растворе щавелевой кислоты.
Процесс может проводиться при атмосферном или любом другом желаемом давлении.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют практическую реализацию данного изобретения, однако
изобретение не ограничивается этими примерами.
ПРИМЕР 1.
Поток воздуха со скоростью 1,5 литра в час пропускается через кротональдегид при температуре 300 градусов
Цельсия, а второй поток воздуха со скоростью 1150 литров в час пропускается при температуре 3500 градусов
Цельсия над смесью оксида ванадия и оксида молибдена (из 10 частей ванадата аммония и 5 частей
молибденовой кислоты), которая наносится на небольшие кусочки алюминия размером с горошину.
Охлаждение реакционных газов позволяет получить очень чистый малеиновый ангидрид с хорошим выходом.
При пропускании смеси паров кротоновой кислоты и воздуха, полученной путем пропускания 200 литров
воздуха в час через кротоновую кислоту, нагретую до 900 градусов Цельсия, через тот же катализатор при
температуре 3200 градусов Цельсия образуется малеиновый ангидрид. Если используется альдольная
конденсация, испарение предпочтительно проводят при температуре от 80 до 900 градусов Цельсия потоком
воздуха со скоростью от 5 до 30 литров в час, а затем полученную паровую смесь смешивают с
дополнительным количеством воздуха.
Пример E 2.
Поток воздуха со скоростью 15 литров в час пропускается через 87-процентный кротоновый альдегид,
нагретый до 300°C. Поток воздуха, насыщенного парами альдегида, смешивается со вторым потоком воздуха
со скоростью 220 литров в час, и вся газовая смесь затем пропускается при температуре 3000 градусов
Цельсия над катализатором, приготовленным следующим образом:
В 100 кубических сантиметрах дистиллированной воды суспендируют 10 грамм молибденовой кислоты, 10
грамм оксида титана и 10 грамм щавелевой кислоты, затем добавляют 100 кубических сантиметров
гранулированной пемзы (диаметр гранул примерно с горошину) и всю смесь выпаривают досуха при
перемешивании. Газовая смесь, выходящая из реакционной камеры, охлаждается и промывается водой, в
результате чего из каждых 100 частей кротонового альдегида, рассчитанных как 100 процентов альдегида,
получают от 10,5 до 110 частей миндалеиновой кислоты, причем около 80 процентов кислоты находится в
форме ангидрида.
ПРИМЕР 3.
Поток воздуха со скоростью 200 литров в час пропускается через кротональдегид при температуре 0°C. Поток
воздуха, насыщенного парами альдегида, под давлением 85% пропускают через катализатор, состоящий из
плотной смеси кизельгура, сульфата калия и ванадовой кислоты, при температуре 4000 градусов Цельсия.
Малеиновую кислоту, содержащуюся в количестве 90 в смеси, выходящей из реакционной камеры, получают
путем охлаждения смеси и промывания водой.
Пример 4.
Поток воздуха со скоростью 95% и объемом 150 литров в час пропускается через 87-процентный раствор
кротональдегида, охлажденный до 0°C. Затем газовую смесь пропускают при температуре 3100 градусов
Цельсия через катализатор, полученный путем пропитки 100 кубических 1000 сантиметров гранулированной
пемзы (гранулы которой имеют диаметр примерно с горошину) суспензией из 20 граммов оксида титана, 5
граммов молибдата аммония и 3 граммов щавелевой кислоты в 100 кубических сантиметрах
дистиллированной воды, после чего сушат. Малеиновая кислота, содержащаяся в газовой смеси,
растворяется в катализаторе и получается с выходом 65 частей на каждые 100 частей кротонового альдегида,
рассчитанного как 100% альдегида, путем охлаждения и промывания смеси.
EXAfrLE 5.
Поток воздуха со скоростью 115 литров в час пропускается над расплавленной кротоновой кислотой при
температуре 900 градусов Цельсия. Полученная смесь воздуха и паров кротоновой кислоты затем приводится
в контакт при температуре 2800 градусов Цельсия с катализатором, полученным путем пропитки 100
кубических сантиметров гранулированной пемзы (гранулы которой имеют диаметр примерно с горошину)
суспензией из 11 граммов молибдата аммония, 3,2 грамма ванадовой кислоты, 4 частей титанового ангидрида
и 4 граммов щавелевой кислоты в 100 кубических сантиметрах воды и последующей сушки.
Кристаллы чистого малеинового ангидрида получают охлаждением газовой смеси 130 l1 - 369,963,
прошедшей через катализатор; для полного извлечения образовавшегося малеинового ангидрида
охлажденные газы промывают водой.
ExAMPPLF 6.
Над ацетальдолом, нагретым до 8,5°C, пропускают поток воздуха со скоростью v = 2 литра в час. Полученная
смесь воздуха с парами кротональдегида и воды осушается с помощью кальцинированного карбоната натрия,
смешанного со вторым потоком воздуха со скоростью 200 литров в час и пропускается при температуре 3100
градусов Цельсия над катализатором, описанным в Примере 2. Полученная малеиновая кислота образуется
путем промывания водой газовой смеси, выходящей из реакционной камеры, и выпаривания водного
раствора.
Теперь, подробно описав и обозначив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_369964.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=369964&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB369964A
[]
ПАТЕНТНЫЙ СПЕЦИФИЧЕСКИЙ7ТРОН
Дата подачи заявки: декабрь. 18, 1930. № 38,205/30. 36999 — Полная левая сторона: октябрь. 17, 1931.
,S, Полностью принято: 18 марта, 7932, ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве пористых или полупористых изделий. Г-н 1, Дж-мэз лм ДжоипНсон,
подданный Великобритании, проживающий по адресу: Линкольнс-Инн-Филдс, 477, графство Лондон,
джентльмен, настоящим заявляю, что природа данного изобретения (которое было сообщено мне из-за
границы компанией I. G. I1'ibenindustrie Ak-tiengesellschaft, Франкфурт-на-Майне, Германия, акционерным
обществом, организованным в соответствии с немецким законодательством) заключается в следующем:
иностранные корреспонденты обнаружили, что пористые или непористые металлические изделия получают
особенно выгодным способом, когда несколько веществ в мелкодисперсном состоянии, способных спекаться
в сплошную массу в таком состоянии, располагаются в нескольких слоях, которые отличаются друг от друга в
зависимости от их состава, и вся масса затем подвергается обработке спеканием механическим давлением
или нагревом, или и механическим давлением, и нагревом, но без плавления, в результате чего происходит
консолидация всей массы. происходит в пористом или непористом изделии.
Указанные вещества, способные спекаться в однородную массу, могут представлять собой мелкодисперсные
свободные металлы или металлические частицы, способные переходить в металлическое состояние, в
котором они могут быть легированы, или же это могут быть неметаллы, способные легироваться другими
составляющими того же слоя и/или соседнего слоя или слоев. При использовании мелкодисперсных
металлов для указанной цели предпочтительно применять металлы, полученные термическим разложением
соответствующих металлокарбонилов, поскольку полученные таким образом металлы особенно пригодны для
легирования и спекания. В качестве подходящих неметаллов, которые могут быть использованы в
соответствии с настоящим изобретением, можно использовать кремний, углерод и мышьяк. При
использовании металла! 45 Соединения вышеупомянутой природы могут представлять собой оксиды или
другие восстанавливаемые соединения металлов, либо содержать металл в химическом соединении с одним
из вышеупомянутых неметаллов, способных к образованию сплавов, как это, например, происходит с
карбидами металлов.
При использовании оксидов металлов или других восстанавливаемых метаматериалов:
В большинстве случаев для консолидации необходимо проводить спекание в восстановительной атмосфере,
но в некоторых случаях могут использоваться твердые восстановители, присутствующие в массе; таким
образом, если в массе присутствует оксид металла, содержащийся в нем кислород может быть удален в
процессе консолидации или спекания путем взаимодействия с углеродом, присутствующим в свободном
состоянии или в виде карбидов, с образованием газообразных кислородсодержащих соединений углерода.
Условия, при которых осуществляется консолидация или спекание, зависят от природы веществ, которые
необходимо соединить друг с другом. Во многих случаях консолидация легко происходит при приложении
одного лишь механического давления 7o. В других случаях, например, при подготовке металлических масс, в
которых одним из компонентов является мелкодисперсная сталь, механическое давление, необходимое для
консолидации без нагрева, было бы чрезмерно высоким, и в таких случаях предпочтительнее осуществлять
консолидацию путем нагрева, без плавления, с помощью механического давления или без него. При
одновременном применении тепла и механического давления возможно сначала приложить тепло, а затем
механическое давление, или сначала приложить механическое давление, а затем подвергнуть массу
воздействию тепла, или же тепло и механическое давление могут быть приложены одновременно.
Процесс согласно настоящему изобретению может быть осуществлен, например, путем загрузки различных
металлических порошков в виде слоев в формы, а затем их консолидации в пористые или непористые
металлические изделия путем обработки механическим давлением и/или нагревом без плавления, что может
быть выполнено либо одновременно, либо в любой последовательности, например, при непосредственном
нагреве до желаемой температуры или при поэтапном нагреве и под постоянным или постепенно
возрастающим механическим давлением. Обработка под давлением может проводиться обычными
методами, такими как прессование, прокатка, ковка и тому подобное, в результате чего получаются плиты,
листы, заготовки, прутки, трубы, проволока или другие изделия.
164I'' т 2. 369,964 Благодаря процессу, соответствующему преимуществам обработки PXE, описанному в
настоящем изобретении, можно получить все слои, причем все они представляют собой металлические
изделия, имеющие состав, который возможен на таких предварительных этапах, локально изменяющийся.
Таким образом, металлические изделия могут быть затвердевшими при использовании условий, которые
могут быть подготовлены в соответствии с настоящим изобретением, в каждом случае наиболее
благоприятны для изобретения, которое в разных местах состоит из различных металлов и/или сплавов,
обработанных таким образом; таким образом, различные слои различного состава могут быть «полностью
или частично имеют состав, существенно отличающийся от состава сердцевины». Например, поверхность
изделий, которые могут быть полностью или частично консолидированы до однородной плотности, благодаря
чему окончательная консолидация 75 различных частей поверхности также может быть обеспечена
процессом в соответствии с настоящим изобретением с покрытиями, имеющими разный состав. Модификация
процесса в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, чтобы сначала обработать
отдельные слои, из которых должно быть изготовлено конечное изделие.
Важность процесса, соответствующего настоящему изобретению, заключается, в том, что каждый из них
имеет однородный состав, но все или некоторые из них имеют общее положение, отличное от положения
других, причем пористые твердые слои затем соединяются друг с другом простым способом непосредственно
из металла путем дальнейшей обработки механическим давлением и/или нагревом, превращая их в пористые
или непористые металлические изделия. Отдельные слои металлического порошка могут быть
предварительно подготовлены. Удивительно, что такие материалы можно изготавливать по отдельности, или
же несколько однородных изделий можно прокатать вместе с помощью механической обработки листового
металла, не допуская разрыва одного из слоев под давлением и/или нагревом, что приводит к образованию
пористого металла или его разрушению.
изделия, которые затем объединяются. Также возможно, согласно настоящему изобретению, получить
металл, способный к сплавлению друг с другом или изделиями однородного или преимущественно
однородного состава путем подвергания этих металлических изделий дальнейшей термической обработке, в
результате которой их состав будет отличаться от состава, полученного после первой обработки после
первой обработки в пределах объединенных слоев, путем дальнейшей или более поздней обработки с целью
гомогенизации путем механического давления и гидрогенизации путем диффузии составляющих.
=Предварительная обработка нескольких или всех смежных слоев, в результате которой они преобразуются в
плотные консолидированные слои, имеет большое преимущество в том, что заполнение форм
мелкодисперсными исходными материалами из сплавов для изготовления изделий значительно упрощается:
например, для покрытия смеси легирующих компонентов желаемого сплава слоем, состоящим из более
благородного и, следовательно, более сложного в вертикальном направлении, чем в горизонтальном; однако,
как правило, сложнее расположить слои в форме под механическим давлением и (или) теплом. Процесс в
соответствии с настоящим изобретением также выгоден тем, что позволяет при подготовке форм с
использованием равномерно составленных изделий из сплавов для различных целей. Опыт показал, что
довольно крупные компоненты состава желаемого сплава предпочтительно спекаются в формах, имеющих
большие размеры в вертикальном направлении, чем в горизонтальном; однако, как правило, сложнее
расположить слои, каждый из которых состоит из порошка.
Таким образом, менее благородный материал, благодаря чему площадь каждого компонента внутри
защищенного слоя в вертикальном направлении больше защищена от сгорания во время консолидации, чем в
горизонтальном направлении; вышеупомянутая диффузионная обработка. Если полученное изделие затем
120 частиц в - заполнение вертикальных форм сплавом fbe, подвергнутым дальнейшей термической
обработке. Несколько различных порошков, -пустотированных -bY, как описано выше, гомогенный -первый
частично консолидирующий -слои сплава, не повреждаемые горением или -вставляемые в форму. В
результате достигается частичное окисление. Для облегчения получения уплотненных слоев можно легко
организовать производство изделия, расположенного в форме, в любом желаемом положении. Для получения
однородного изделия предпочтительно изготавливать его с прокладкой или без нее между внешним слоем,
тонким по сравнению с ними, и сердцевиной, состоящей из менее благородного кукурузного волокна,
дополнительно уплотняемого в нем тепловым компонентом, поскольку в этом случае происходит диффузия
и/или механическое давление.
Другой способ формирования практически однородной структуры (130 36996 статей) не требует больших
затрат времени.
Вышеупомянутый способ обработки в соответствии с настоящим изобретением особенно ценен для
получения сплавов I5 из железа и одного или нескольких компонентов, которые окисляются легче, чем
железо, например, кремния, хрома, марганца или алюминия; вышеупомянутый недостаток, связанный с
горением или окислением менее благородного компонента, был особенно проблематичен в известных до сих
пор методах получения таких сплавов, и этот недостаток преодолевается в соответствии с настоящим
изобретением, даже при проведении консолидации путем одновременного применения как тепла, так и
механического давления без исключения воздуха. Согласно настоящему изобретению, трансформаторные
листы могут быть изготовлены, например, путем 2 консолидации смеси железного порошка и кремниевого
порошка между тонкими слоями железного порошка описанным выше способом; при достаточно длительной
термообработке исходный поверхностный слой, не содержащий кремния или содержащий его в
недостаточном количестве, может быть подвергнут диффузии с сердцевиной листа, так что получаются
полностью или практически полностью однородные листы.
33 Способ, описанный в настоящем изобретении, также подходит для получения металлических изделий,
обладающих особыми магнитными свойствами, например, путем обработки слоев с различными
ферромагнитными свойствами до получения изделия неоднородного состава описанным выше способом.
Приведенные ниже примеры дополнительно иллюстрируют природу данного изобретения, однако
изобретение не ограничивается ими.
ПРИМЕР 1.
Прямоугольная форма, изготовленная из жаропрочного материала, такого как огнеупорная глина,
хромоникелевый сплав или сталь, известная в торговле как сталь NCT 3 фирмы Крупп, внутренняя сторона
которой опрыскивается водной суспензией оксида магния, а затем высушивается, заполняется железным
порошком, полученным путем термического разложения карбонилов железа, до заполнения формы на девять
десятых. Оставшееся пространство заполняется никелевым порошком, полученным путем термического
разложения карбонилов никеля.
Затем форму нагревают в атмосфере водорода сначала в течение 12 часов до 500 градусов Цельсия, а затем
в течение 6 часов до 11000 градусов Цельсия. Полученная композитная спеченная масса прокатывается в
пластины — в нагретом состоянии. Получается железная пластина, то есть она покрыта... th-однородное,
плотное покрытие из никеля, которое хорошо прилегает.
После травления и полировки пластины могут быть дополнительно прокатаны в холодном состоянии и,
наконец, подвергнуты обычной термической обработке, такой как отжиг или полировка. Полученный
никелированный металл очень хорошо поддается штамповке и может использоваться для изготовления
самых разных изделий, таких как сковороды для приготовления пищи, электроприборы и тому подобное.
ПРИМЕР 2.
Форма, подобная той, что описана в Примере 1, заполняется до одной десятой своей высоты никелевым
порошком, содержащим 75% углерода, полученным из никелевого карбонила, который смешивается с
достаточным количеством оксида никеля для удаления углерода. Второй слой, занимающий восемь десятых
высоты формы, заполняется железным порошком, содержащим углерод, полученным из карбонила железа, в
смеси с железным порошком 80, содержащим кислород, также полученным из карбонила железа, и, наконец,
верхний слой заполняется смесью никеля и оксида никеля, аналогичной первой. Форма снабжена крышкой и
нагревается в течение 3-4 часов до 12000 градусов Цельсия в отражательной печи, в результате чего
монооксид углерода и диоксид углерода отделяются, и получается спеченное изделие, состоящее из трех
металлических слоев, соединенных между собой. Материал плотностью около 6 подвергается прокатке при
температуре 95 градусов, в результате чего получается сталь, никелированная с обеих сторон. Дальнейшая
доработка возможна, как описано в приведенном выше примере.
ПРИМЕР 3.
Были приготовлены две промежуточные смеси порошка железа 100 и порошка никеля, одна из которых
содержала 36 процентов, а другая — 41 процент никеля. Две смеси по отдельности заливаются в форму, так
что образуются два слоя одинаковой толщины, каждый из которых состоит из одной из указанных смесей.
Затем форму нагревают примерно до 13000 градусов Цельсия в атмосфере водорода. Полученный
спеченный материал затем раскатывается на куски 110 при сохранении этой температуры. Затем пластины
нагревают в течение шести часов примерно до 12000 градусов Цельсия для обеспечения диффузии внутри
каждого из указанных слоев, однако существенной диффузии между двумя различными слоями не
происходит. Затем пластины раскатывают в листы при температуре около 13000 градусов Цельсия. В этом
материале получены металлические листы, состоящие из двух различных сплавов железа и никеля: один с
содержанием никеля 36 и 120%, а другой — с 41%.
— ПРИМЕР 4.
Медный порошок прессуется при комнатной температуре в пластину с удельной плотностью 3,5. Затем на
указанную пластину наносят слой железного порошка, полученного из железосодержащего карбамида,
толщиной в пять раз превышающей толщину медной пластины, и эту массу нагревают в течение пяти часов
до температуры около 8000 130 -369,96 °C в атмосфере водорода.
Получается однородная спеченная масса, состоящая из двух слоев, которая прокатывается в листовой
металл при температуре 850 градусов Цельсия. Таким образом получают листовой чугун с медным
покрытием, толщина которого составляет примерно одну пятую часть толщины всего листа.
ПРИМЕР -5.
0 Два слоя металлических порошков, один из которых представляет собой плотную смесь 67 частей никеля из
никелевого карбонила, 28 частей меди и 5 частей железа, а другой — железный порошок без примесей,
спекаются вместе путем нагревания примерно до 1000,3 градусов Цельсия в течение нескольких часов в
атмосфере водорода.
Спеченную массу раскатывают в листы при температуре около 10000 градусов Цельсия, и листы
выдерживают при этой температуре в течение 6 часов. 20 Получается листовой чугун, покрытый с одной
стороны сплавом, известным в торговле как металл Стонеля.
Дата: 18 декабря 1930 года.
И. Й. и Г. В. Джойнсон, 47, Линкольнс-Инн-Филдс, Лондон,
У. К. 2, Агенты.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Iinipeovemeeiits in Ate 2aiiufgadcie and P2oduc2ion of Porous or 1-fon-p9o7ous.&eta Agirteles.
Я, Джеймс Тейт Джонсон, британский подданный, проживающий по адресу: Линкольнс-Инн-Филдс, 47,
графство Лондон, джентльмен, настоящим заявляю о природе данного изобретения (о котором мне сообщили
за границей компания I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschaft из Франкфорта-на-Майне, Германия, акционерное
общество, организованное в соответствии с немецким законодательством) и о способе его осуществления,
который будет подробно описан и установлен в следующем заявлении: Мои зарубежные корреспонденты
обнаружили, что металлические изделия получают особенно выгодным способом, когда два или более
вещества в мелкодисперсном состоянии, способные спекаться в единую массу в таком состоянии,
располагаются в нескольких слоях, отличающихся друг от друга по составу, и вся конструкция затем
подвергается спеканию только под действием тепла, но без плавления, а затем спеченный материал
подвергается механической обработке методом прессования. Под этим подразумевается такая механическая
обработка, как ковка или прокатка, при которой материал подвергается действию механического давления и
одновременно претерпевает существенную деформацию, в результате чего вся масса превращается в
металлическое изделие.
Из вышеупомянутых веществ, способных спекаться до однородной массы, одно должно быть металлом,
полученным термическим разложением соответствующего карбонила металла; остальные могут
представлять собой тонко подразделенные свободные металлы или металлические соединения, способные
превращаться в металлическое состояние, в котором они могут быть легированы.
При желании указанные вещества могут использоваться в смеси с неметаллами, способными образовывать
сплавы с другими компонентами того же слоя и/или соседнего слоя или слоев. В качестве подходящих
неметаллов, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, можно
использовать кремний, углерод и мышьяк. При использовании металлических соединений вышеуказанной
природы эти соединения 75 могут представлять собой оксиды или другие восстанавливаемые металлические
соединения, либо они могут содержать металл в химическом соединении с одним из вышеуказанных
неметаллов, способных к образованию сплавов, как это, например, происходит с карбидами металла 80. При
использовании оксидов металлов или других восстанавливаемых соединений металлов в большинстве
случаев необходимо проводить консолидацию путем спекания в восстановительной атмосфере, но в
некоторых случаях могут использоваться твердые восстановители, присутствующие в массе; таким образом,
если в массе присутствует оксид металла, содержащийся в нем кислород может быть удален в процессе
консолидации или спекания путем взаимодействия с карбидом, присутствующим в свободном состоянии или в
виде карбидов, с образованием газообразных кислородсодержащих соединений углерода.
Условия, при которых осуществляется консолидация или спекание, зависят от природы веществ, которые
необходимо соединить друг с другом. Упрочнение происходит под воздействием тепла, без плавления и без
использования механического давления. Только после завершения процесса уплотнения материал
подвергается механической обработке методом прессования.
Процесс согласно настоящему изобретению может быть осуществлен, например, путем загрузки различных
металлических порошков в виде слоев в формы и последующего их консолидирования в металлические
изделия путем обработки теплом без плавления, что, например, может быть выполнено путем
предварительного частичного консолидирования каждого слоя, нагреваемого непосредственно до желаемой
температуры, при этом слои, помещаемые в форму, могут быть подвергнуты нагреванию непосредственно до
желаемой температуры.
или путем поэтапного нагрева. — Механическая обработка методом прессования может быть легко
выполнена обычными методами, такими как прессование, прокатка, ковка или дальнейшее уплотнение
проволокой или другими изделиями, полученными таким образом. Эти частично уплотненные слои затем
могут быть размещены в форме в любом желаемом положении с или без вставки между ними слоев
порошкообразного материала, такого как плиты, листы, заготовки, прутки, трубы, проволоки или другие
изделия. Еще одним преимуществом процесса, осуществляемого в соответствии с настоящим изобретением,
является возможность получения металлических изделий, имеющих состав, который локально варьируется в
зависимости от условий предварительной консолидации. Таким образом, металлические изделия могут быть
подготовлены в соответствии с настоящим изобретением, которое в разных местах состоит из разных
металлов и/или сплавов, например, изделий, поверхность которых полностью или частично имеет состав,
существенно отличающийся от состава сердцевины. Условия, в каждом случае наиболее благоприятные для
обрабатываемого вещества или смеси; таким образом, различные изделия могут быть изготовлены в
соответствии с настоящим изобретением из разных веществ; таким образом, могут быть разные металлы
и/или сплавы, например, изделия, поверхность которых полностью или частично имеет равномерную
плотность, благодаря чему конечная консолидация значительно упрощается, поскольку нет риска, что один
или несколько отдельных слоев сожмутся больше, чем другие, в результате чего они будут разрушены
трещинами или деформироваться, или подвергнутся деформации или склеиванию из-за разной степени
усадки. Модификация процесса в соответствии с настоящим изобретением заключается в предварительной
обработке под действием усадки. 90 нагрева в одиночку, отдельные слои которых, согласно настоящему
изобретению, представляют собой пористые твердые куски, каждый из которых имеет однородный состав по
всей поверхности, но все или несколько из которых имеют состав, отличающийся от состава других, причем
пористые твердые слои металла затем дополнительно консолидируются и соединяются друг с другом
покрытиями, устойчивыми к коррозии или нагреву, и могут быть изготовлены методом механического
прессования. Важность процесса в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что
биметаллические изделия, которые до сих пор изготавливались путем сварки двух кусков металла,
получаются простым способом непосредственно из металлических пористых твердых порошков, и
металлические изделия, имеющие любой желаемый состав, могут быть изготовлены путем механической
компрессионной формовки.
Удивительно, что такое отсутствие обработки позволяет получить металлическое изделие. Однородные
изделия можно прокатывать в листы, не опасаясь разрыва одного из слоев или поломки. Отдельные слои
металлического порошка также можно обрабатывать по отдельности или по несколько слоев.
Также возможно, согласно настоящему изобретению, получить металлические изделия из пористых
металлов, соединенные слоями мелкодисперсных материалов однородного или преимущественно
легированного состава путем дальнейшей термической обработки, при этом указанные слои
мелкодисперсных веществ, следующие за первой обработкой, имеют состав, отличный от состава,
полученного непосредственно или позднее, для целей гомогенизации путем диффузии компонентов путем
обработки теплом, за которой следует механизм слияния соседних слоев друг с другом.
Анальная компрессионная формовка. Процесс, описанный в настоящем изобретении, также выгоден при
подготовке пористых уплотненных слоев, имеющих большой размер и обеспечивающих возможность
получения однородных изделий из сплавов. Например, заполнение форм смесью легирующих веществ с
мелкодисперсными исходными компонентами желаемого сплава с слоем, состоящим из более благородного
и, следовательно, более трудно поддающегося спеканию компонента сплава, при этом масса затем
подвергается уплотняющей обработке, которая, однако, не является преимуществом при подготовке пористых
уплотненных слоев. Опыт показал, что заполнение форм значительно облегчается; опыт показал, что опыт
получения желаемого сплава с желаемым слоем, состоящим из r5, показывает, что довольно большие
количества порошка i20 предпочтительно спекаются в формах, имеющих большие размеры в вертикальном
направлении, подвергаясь затем уплотняющей обработке, которая в горизонтальном направлении означает
нагревание. Таким образом, тем не менее, благородный материал, как правило, довольно сложно
Соседние файлы в папке патенты