Кобальтовый порошок

Кобальтовый порошок – это мелкодисперсная масса чистого кобальта в виде пудры темно-серого цвета, которая получается электрохимическим осаждением, либо химическими методами путем восстановления.

Марки

По ГОСТу, в зависимости от назначения, можно купить 3 марки порошка кобальта с различным содержанием чистого металла:

• ПК-1 – от 99,20%;
• ПК-2 – от 98,20%;
• ПК-1у – от 99,35%.

Но есть и другие марки кобальтовых сплавов, например, ПP-КХ30Н6ВСР (АН34), ПP-КХ30ВС (В3К). Марка ПК-1у считается самой распространенной. Она производится в соответствии с ГОСТ 9721-79. Согласно данному нормативному документу, в составе должно быть не менее 99,35% металлического Co, а количество примесей составлять не более 0,2% для Fe, 0,02% Cu, 0,4% Si. Размер частиц не может превышать 71 мкм – допустимая погрешность не более 4% от общей массы.

Производство

Это относительно редкий и труднодоступный металл, добывают его многоступенчатыми методами из никельсодержащих руд.

Выделяют 3 основных способа получения:

• Первый – при восстановлении оксидов и солей. Из соединения удаляются неметаллы при участии восстановителя, в качестве которого, как правило, применяют водород. Начинается химическая реакция, при которой Co выделяется в чистом виде.
• Электролиз – второй способ. Через водный раствор металлического кобальта и его солей пропускается постоянный ток. На катоде образуется чистый металл, из которого затем получается порошкообразная структура.
• Третий способ связан с получением из соединения карбонила кобальта в два этапа. Сначала происходит синтез – осуществляется реакция сырья и оксида углерода, на выходе получается карбонил. Затем он подвергается нагреву и разлагается на кобальт и оксид углерода. Этап носит название термическое разложение.

За счет своих характеристик материал нашел широкое распространение при производстве постоянных магнитов, жаропрочных сплавов с антикоррозийными свойствами, а также в составе смесей для износостойкого покрытия.

Свойства

Кобальт – это металл, обладающий стойкостью к повышенным температурам, вибрационному воздействию, а также к размагничиванию. Имеет высокие значения коэрцитивной силы, магнитной энергии, остаточной индукции. Плавится при температуре +1495 °C. Состав устойчив к абразивному истиранию, износу, трению при скольжении, за счет чего может применяться в качестве защитного слоя. Также металл можно повторно использовать для изготовления новых порошков.

Изделия, которые выпускаются из кобальтовой пудры, имеют пористую структуру. Чтобы понизить пористость с целью улучшения механических свойств, нужны сложные технологические процессы – например, двойное или тройное прессование, калибрование частиц, горячая прессовка.

Применение

Свойства металла позволяют использовать его в промышленности, металлообработке, электротехнике, порошковой металлургии.

Основными направлениями являются:

• Создание сталей для инструментов;
• Твердых сплавов с разными характеристиками;
• Постоянных магнитов;
• Покрытий с повышенной износостойкостью;
• Лаков, красок разных цветов.

При изготовлении сталей инструментальных марок Co выступает в качестве легирующего материала, улучшающего прочностные характеристики. Добавление кобальтового порошка в твердосплавные смеси обеспечивает цементирование высокотвердых соединений между собой.

Для термопар и краски

Широкое распространение получили смеси, в составе которых порошок кобальта и другие металлы. Это могут быть титан-кобальтовые, вольфрамкобальтовые смеси. Из них изготавливаются термопары, твердосплавные резцы.

Благодаря повышенной устойчивости к абразивному износу и трению может использоваться в качестве поверхностного покрытия в составе сплавов. В лакокрасочных изделиях порошок придает определенные оттенки краске – темно-фиолетовый, синий, кобальтовый и другие.