METODO PARA PRODUCIR UN MATERIAL DE PLATINO REFORZADO.

Un método para producir un material de platino reforzado, en el que el material de platino es uno cualquiera de una aleación de Pt-Zr,

una aleación de Pt-Rh-Zr, o una aleación de Pt-Au-Zr, comprendiendo el método las etapas de:

pulverización en el estado fundido del material de platino para obtener un polvo de aleación de platino, añadir un disolvente orgánico a dicho polvo y realizar la molienda en húmedo, desgasificando el polvo molido en húmedo,

sinterizar el polvo para producir un cuerpo sinterizado,

someter el cuerpo sinterizado a un tratamiento de oxidación a una temperatura de 1000 a 1400ºC,

moldear por compresión dicho cuerpo sinterizado a una temperatura de 20 a 1200ºC y a una presión mínima de 14 MPa y forjar el cuerpo sinterizado moldeado por compresión

Método para producir un material de platino reforzado.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para producir un material de platino reforzado y, especialmente, a una tecnología para producir un material de platino reforzado con el uso de una aleación de platino en polvo obtenida por pulverización en estado fundido.

Técnica anterior

Respecto al material de platino reforzado que actúa como un material estructural usado en la manipulación de un material de vidrio o material cerámico tal como vidrio óptico y una fibra óptica, en un estado fundido, convencionalmente se han propuesto diversos métodos de producción. Se requiere que el material de platino reforzado tenga propiedades tales como una alta resistencia a la deformación permanente por fatiga y que no aparezcan ampollas.

Como métodos de producción de un material de platino reforzado que tiene propiedades de resistencia a alta temperatura, por ejemplo para mejorar una alta resistencia a deformación permanente por fatiga a 1400ºC, se conoce un método en el que el óxido metálico, tal como óxido de zirconio, se dispersa fina y uniformemente en un metal de base de platino del material de platino reforzado. En este aspecto, se han propuesto diversos métodos de producción para proporcionar un material de platino reforzado que tenga dicho óxido metálico dispersado en el metal de base de platino.

Como un ejemplo de los métodos de producción, el presente inventor ha propuesto un método de producción de un material de platino reforzado con el uso de un polvo de aleación de platino pulverizado en estado fundido. El método de producción puede producir un material de platino reforzado que tiene una excelente resistencia a deformación permanente por fatiga a alta temperatura en el que: si un tratamiento térmico se realiza a una temperatura de 1400ºC o mayor no provocaría ninguna ampolla sobre una superficie del material; y un óxido metálico tal como óxido de zirconio se ha dispersado finamente. (Véase el Documento de Patente 1).

Documento de Patente 1: Publicación Internacional Nº 02/0839161 correspondiente al documento US 2033/0124015 A1.

El método de producción propuesto por el presente inventor comprende las etapas de: oxidar un polvo de aleación de platino obtenido por pulverización en estado fundido, molienda en húmedo del polvo de aleación de platino usando un disolvente orgánico; sinterización y forjado del polvo de aleación de platino molido en húmedo, en el que el polvo fino de aleación de platino molido en húmedo se carga en un recipiente resistente al calor y se calienta hasta 1200 a 1400ºC en una atmósfera al vacío para someterlo a desgasificación.

De acuerdo con la presente invención, para realizar la desgasificación, un disolvente orgánico y otros gases adsorbidos al polvo fino de aleación de platino en la molienda en húmedo se desorben casi completamente de la superficie del polvo fino, eliminando de esta manera la aparición de ampollas producidas sobre la superficie del material en el tratamiento térmico a alta temperatura. Además, incluso sometido a dicha alta temperatura de desgasificación, el material de platino reforzado producido por tratamientos posteriores de sinterización y forjado mantiene un estado en el que las partículas de óxido metálico tales como óxido de zirconio se dispersan finamente y tiene propiedades excelentes de deformación permanente por fatiga a alta temperatura.

Sin embargo, se encontró que el método de producción que proponían los presentes inventores tiene algunos aspectos a mejorar como se describe posteriormente en este documento. La explicación se da en el orden de las etapas de fabricación. Un primer aspecto es el tratamiento de oxidación, que se realiza sobre un polvo de aleación de platino pulverizado en estado fundido a 1200ºC o mayor y durante 24 horas en una atmósfera de aire. Este tratamiento de oxidación promueve la sinterización del polvo en una bandeja, formando un cuerpo sinterizado agregado. Para el tratamiento de molienda en húmedo realizado en la siguiente etapa, es necesario pulverizar de nuevo el cuerpo sinterizado. Específicamente, un cuerpo sinterizado agregado durante el tratamiento de oxidación se pulveriza, y después se vuelve a hacer polvo fino de nuevo con el uso de un mortero. Adicionalmente, para hacer uniformes las partículas re-pulverizadas, convencionalmente se han usado tamices que tienen un tamaño de malla predeterminado para el tamizado. De esta manera, el método de fabricación propuesto por los presentes inventores, que implica el tratamiento de oxidación descrito anteriormente, provocaba un tiempo de fabricación prolongado asociado con el aumento de etapas y pérdida de metal de platino puro asociada con la adhesión de platino a la bandeja de alúmina, sufriendo de esta manera el defecto de que el rendimiento de fabricación no puede mejorarse.

En los métodos de fabricación convencionales, un polvo de aleación de platino molido en húmedo se pone en un recipiente resistente al calor hecho de carbono y se desgasifica a 1300ºC en una atmósfera de vacío. Como el metal puro de platino se adhiere al recipiente resistente al calor durante la desgasificación, se requieren mantenimientos difíciles, incluyendo separar la materia adherida con un cuchillo o una espátula.

Adicionalmente durante el forjado, una aglomeración de polvo de aleación de platino, en concreto un lingote, tiende a formarse muy fácilmente. Como un lingote sinterizado tiene una densidad tan baja como el 35%, el calor tiende a escaparse fácilmente, por lo que la temperatura de la superficie pronto caerá a la de la fase inicial del forjado. En consecuencia, inmediatamente después del forjado en un corto periodo de tiempo, es necesario inyectar el lingote en un horno eléctrico para elevar la temperatura del lingote. De esta manera, el forjado y el calentamiento se realizarán una y otra vez en el horno. Adicionalmente, la resistencia de enlace de las partículas de platino inmediatamente después de la sinterización es tan débil que un lingote se desmenuza muy fácilmente. Por lo tanto, hay restricciones sobre las condiciones de forjado para que el lingote se golpee rápidamente y de una forma extremadamente débil en la fase inicial de forjado de manera que el desmenuzado del lingote pueda mantenerse tan bajo como sea posible. Incluso aunque el forjado pueda realizarse en condiciones ideales, algo de platino tiende a desmenuzarse de las partes porosas de una superficie del lingote. De esta manera, un problema inherente ha sido que el metal de base de platino costoso se dispersará y perderá, con lo que no puede mejorarse el rendimiento de producción.

Los materiales laminares de aleación de platino obtenidos por laminado después del forjado tienden a provocar, durante la soldadura, huecos y salpicaduras (fenómeno en el que los metales fundidos finos salpican y se dispersan durante la soldadura de un material de platino reforzado). De acuerdo con el método de producción, que ha propuesto el presente inventor, se proporciona una densidad de un lingote del orden del 35% después de realizar el forjado en una atmósfera de argón a 1600ºC. En otras palabras, el aire supone el 65% de todo el lingote a forjar y cuando el lingote se forja en la atmósfera con el uso de un martillo de aire, una proporción enorme del aire se descarga fuera del lingote. Sin embargo, solo una pequeña proporción del aire y el componente gaseoso que queda en el lingote quedan atrapados entre los granos de platino sinterizados, lo que conducirá a huecos y salpicaduras durante la soldadura.

Se sabe que los materiales de platino reforzados por dispersión de óxido tienen una resistencia extremadamente deteriorada de soldadura de los mismos comparada con la de un material base. En este aspecto, se han tomado algunas medidas incluyendo el refuerzo por medios de soldadura por forjado y enlace por difusión para asegurar una resistencia de soldadura, sin embargo, en la mayoría de uniones para producir un equipo provisto de, por ejemplo, un tanque de fusión de vidrio, se adopta la soldadura. En consecuencia, los materiales de platino reforzados, que a menudo provocan huecos y salpicaduras, provocarán una resistencia de soldadura deteriorada y es probable que provoquen daños tales como rotura de un tanque de fusión de vidrio.

Descripción de la invención

La presente invención se realizó teniendo en cuenta los antecedentes de la situación anterior y un objeto es mejorar el método propuesto por el presente inventor para producir un material de platino reforzado con el uso de un polvo...

1. Un método para producir un material de platino reforzado, en el que el material de platino es uno cualquiera de una aleación de Pt-Zr, una aleación de Pt-Rh-Zr, o una aleación de Pt-Au-Zr, comprendiendo el método las etapas de:

       pulverización en el estado fundido del material de platino para obtener un polvo de aleación de platino, añadir un disolvente orgánico a dicho polvo y realizar la molienda en húmedo, desgasificando el polvo molido en húmedo,

       sinterizar el polvo para producir un cuerpo sinterizado,

       someter el cuerpo sinterizado a un tratamiento de oxidación a una temperatura de 1000 a 1400ºC,

       moldear por compresión dicho cuerpo sinterizado a una temperatura de 20 a 1200ºC y a una presión mínima de 14 MPa y forjar el cuerpo sinterizado moldeado por compresión.

2. El método para producir un material de platino reforzado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha sinterización se realiza de manera que el cuerpo sinterizado tenga una densidad del 25%-50%.

3. El método para producir un material de platino sinterizado de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho tratamiento de oxidación se realiza a 1200-1400ºC.

4. El método para producir un material de platino reforzado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho moldeo por compresión se realiza por prensado en caliente.

5. El método para producir un material de platino reforzado de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la presión del prensado en caliente es de 14 MPa-40 MPa.

6. El método para producir un material de platino reforzado de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que dicho prensado en caliente se realiza con un cuerpo sinterizado que se dispone en un troquel de la prensa provisto de una lámina de carbono.

7. El método para producir un material de platino reforzado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha desgasificación se realiza por inyección de un polvo fino de aleación de platino molido en húmedo en un recipiente resistente al calor provisto de una lámina de carbono.

8. El método para producir un material de platino reforzado de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, en el que dicha lámina de carbono tiene un espesor de 0,03-0,5 mm.

9. El método para producir un material de platino reforzado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que una lámina de carbono fijada firmemente a un cuerpo sinterizado debido al prensado en caliente o una lámina de carbono fijada firmemente a un aglomerado de polvo fino de aleación de platino debido a la desgasificación se somete a un tratamiento térmico a alta temperatura para combustión por oxidación en una atmósfera de aire para poder retirarla.