Способ получения спеченных изделий

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения спеченных сталей. Целью изобретения является повьш1ение характеристик разрушения. Приготавливают шихту с соединением натрия, прессуют, спекают, а соединение натрия вводят в шихту в виде бикарбоната в количестве 25-45% содержания графита в шихте, при этом спекание проводят с предварительной изотермической вьщержкой при температуре 160- 200°С. В случае необходимости после спекания проводят повторные прессование и спекание, а также обработку давлением и закалку с темперутуры .t t - .(30-50) °С, где t - температура закалки для материала, не легированного натрием. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. Ш (/;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 511 4 В 22 F 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 4084956/22-02 (22) 02.07.86 (46) 15.01.88. Бюл. № 2 (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) Л.Н.Дьячкова, Л.И.Фрайман, А.Я.Волчек, Н.П.Гребнев и Е.Д.Авербух (53) 621.762.5(088.8) (56) Анциферов B.Í., Черепанова Т.Г.

Структура спеченных сталей. М.: Металлургияр 1981, с 33 78.

Патент Англии ¹ 1496764, кл. С 7 9, 1982, (54). СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЬИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к

„„SU„„66293 А1 способам получения спеченных сталей.

Целью изобретения является повьппение характеристик разрушения. Приготавливают шихту с соединением натрия, прессуют, спекают, а соединение натрия вводят в шихту в виде бикарбоната в количестве 25-45Х содержания графита в шихте, при этом спекание проводят с предварительной изотермической выдержкой при температуре 160200 С. В случае необходимости после спекания проводят повторные прессование и спекание, а также обработку давлением и закалку с темперутуры (30-50) С, где e — температура закалки для материала не ле- д

t гированного натрием. 2 s.ï. ф-лы, 1 табл.

1366293 (30 — 50) С, 30

40

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения спеченных изделий.

Целью изобретения является повышение характеристик разрушения.

Способ осуществляют следующим образом.

Шихту изготавливают смешиванием порошков железа, графита, легирующих добавок и бикарбоната натрия.

Введение бикарбоната натрия 25-45 от содержания графита обеспечивает получение повышенного комплекса характеристик разрушения, так как в указанных пределах обеспечивает наиболее эффективное образование атомарного углерода и восстановление .. имеющихся, оксидов вследствие распада бикарбоната натрия при невысоких температурах и образование восстанавливающего газа СО. В результате происходит восстановление оксидов железа и легирующих элементов, и соответственно диффузия углерода в железо, более полное растворение графита и образование однородной структуры, что повышает характеристики разрушения.

Введение в шихту бикарбоната натрия менее 25% от содержания графита вызывает неполное превращение графита в атмосферный углерод, Добавка бикарбоната натрия более

45 от содержания графита приводит к повышению количества выделений оксидов натрия, которые охрупчивают матричный материал.

Из приготовленной шихты прессуют заготовки, которые затем подвергают спеканию. Выдержка при спекании при о

160-200 С необходима для полного разложения бикарбоната натрия.

Выдержка при температуре ниже

160 С нецелесообразна, так как не о происходит распада бикарбоната нато рия, а более 200 С приводит к интенсовному разложению бикарбоната и дополнительному окислению железной основы и легирующих элементов, что снижает. характеристики разрушения.

В отдельных случаях для приготовления тяжелонагруженных деталей спеченные заготовки подвергают повторному прессованию и спеканию, а для получения изделий сложной формы— обработке давлением.

Для получения высокого уровня характеристик разрушения изделия под10

1Г

25 вергают термообработке — закалке и отпуску, причем, закалку проводят с темперутуры, определяемой по формуле х где t — температура закалки материала без добавок натрия.

Уменьшение температуры закалки в пределах указанных интервалов обусловлено снижением критической точки

А в сплавах, содержащих бикарбонат натрия. х

Температура закалки менее е -50 С приводит к неполному Ф. — превращению, т.е. неполной закалке и ухудшению свойств. о

Температура закалки более t -30 С может привести к росту зерна, что также ухудшает свойства материала и требует повышения затрат электроэнергии.

Проведение закалки внутри указанных пределов обеспечивает повышение характеристик разрушения порошковых сталей.

Пример 1. Изготавливают детали "втулка", из которых вырезают образцы для исследования характеристик разрушения. Готовят шихту в составе, мас. : графит 2; бикарбонат натрия; железо остальное, путем смешивания 20 мин в лопастном смесителе.

Бикарбонат натрия вводят в количестве, Mac : 0 4; 0 5; 0 75; 0 9; 1 О, что составляет соответственно 20; 25;

37 5; 45; 50 от количества графита.

Затем из шихты прессуют втулки при давлении 600 MIIa в стальной прессо форме. Втулки спекают при 1050 С в атмосфере диссоциированного аммиака с предварительной изотермической выдержкой при нагреве при 140, 160, 180, 200, 220 С.

При необходимости детали подвергают термообработке: закалке с 740, 750, 760, 770, 780 С и отпуску при

200 С 1 ч, причем температуру закалки о определяют по формуле t=800-(30-50) С где 800 С вЂ” температура закалки материала без бикарбоната натрия.

По известному способу из материала состава, мас.%: графит 2; карбонат натрия 1, остальное железо, изготавливают аналогичные детали путем смешивания шихты, прессования и спекания без изотермической выдержки.

136629

При необходимости детали подвергают закалке при 800 С и отпуску при

200 C 1 ч.

Пример 2, Изготавливают детали "упор" гидроагрегатов сельскохозяйственных машин, из которых вырезают образцы для исследования характеристик разрушения. Путем смешивания в лопастном смесителе 20 мин приго- 10 тавливают шихту состава, мас.X: графит 1; бикарбонат натрия, остальное железо. Бикарбонат натрия вводят в количестве, мас.7: 0,2; 0 25; 0 35;

0,45; 0,5, что составляет соответ- 15 ственно 20; 25; 35; 45; 50Х от количества графита. Затем из шихты прессуют заготовки детали "упор" при давлении 600 МПа и спекают при 850 С 1 ч в атмосфере диссоциированного аммиака с предварительной изотермической выдержкой при 140, 160, 180, 200, 220 С. Полученные заготовки.доуплотняют при давлении 1200 МПа и спекают при 1300 С. При необходимости детали 25 закаливают с 770; 780; 790; 800;

810 С, причем температуру закалки ь определяют по формуле t=830-(30-50) С, о а затем отпускают при 200 С 1 ч.

По известному способу из материа- З0 ла состава, мас.7: графит 1; карбонат натрия i, остальное железо, изготавливают изделие "упор путем

-двухкратного прессования и спекания без изотермической выдержки по режимам примера 2. При необходимости зао каливают с 830 С и отпускают при

200 С 1 ч.

Пример 3. Изготавливают детали шестерня масляного насоса, из 40 которых вырезают образцы для исследования механических свойств.

Приготавливают шихту состава, мас.X графит 0,5; бикарбонат натрия, медь 3; остальное железо. Бикарбонат 45 натрия вводят в количестве О, 100;

О, 125; 0,175; 0,225; 0,250, что составляет 20, 25, 35, 45 и 507 от количества вводимого графита, затем прессуют шестерни при давлении 50

600 МПа и спекают при 800 С с предварительной изотермической выдержкой при нагреве при 140, 160, 180, 200, 220 С. Затем заготовки повторно уплотняют при 800 Mia и спекают при

1150 С, после чего подвергают холодной пластической деформации при давлении 1000 МПа. При необходимости детали подвергают термообработке:

3 4 закалке с 810, 820, 830, 840 и 850 С, причем температуру закалки определяют по формуле t = 870-(30-50) С, где 870 С вЂ” температура закалки материала без бикарбоната натрия, посо ле чего производят отпуск при 200 С.

По известному способу изготавливают шестерни масляного насоса иэ материала, мас.7.: графит 0 5; карбонат натрия 1; медь 3; остальное железо, путем двухкратного прессоваЪ ния, спекания без изотермической выцержки, а также холодной пластической деформации по режимам, аналогич- . ным примеру 3. При необходимости проводят термообработку: закалку с 870 С и отпуск при 200 С 1 ч.

Пример 4. Изготавливают детали "шестерня масляного насоса", из которых вырезают образцы для исследования характеристик разрушения. Изготавливают шихту состава, мас.7: графит 0,5; бикарбонат натрия; медь 3; остальное железо аналогично примеру 3. Затем прессуют шестерни под давлением 600 МПа, спекают при

800 С в атмосфере диссоциированного аммиака с предварительной изотермической выдержкой при нагреве 140, 160, 180, 200, 220 С. Спеченные заготовки подвергают горячей пластической деформации при давлении

800 МПа в штампе с температурой

1200 С. При необходимости детали подвергают термообработке: закалке с 810, 820, 830, 840 и 850 С, причем температуру закалки определяют по формуле t = 870-(30-50) С, где о

870 С вЂ” температура закалки материала без бикарбоната натрия, после

d чего производят отпуск при 200 С 1 ч.

По способу-прототипу иэ материала, мая.X графит 0,5; карбонат натрия 1; медь 3; остальное железо, изготавливают детали шестерня масляного насоса" прессованием, спеканием без изотермической выдержки и горячим пластическим деформированием. При необходимости детали подвергают термообработке — закаливают с температуры

870 С и отпускают при 200 С 1 ч.

Характеристики разрушения до термообработки (числитель) и свойства после термообработки (знаменатель) по примерам 1-4 и прототипу приведены в таблице.

Как следует из приведенных данных, предложенный способ дает воэможность

5 1366293 6 получить максимальные свойства bes рактеристик разрушения, в качестве термообработки: К7, - в 1,55 раза соединения натрия используют бикарбои

0 8 - в 1,36 раза; А/W — в 1,35 раза нат натрия в количестве 25-45Х от больше, после термообработки — в содержания графита, а спекание осу1,44, 1,14, 1,3 раза соответственно ществляют с предварительной выдержкой больше в сравнении с известным спо- при температуре 160-200 С. собом. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что после спекания

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 10 проводят повторное прессование, спекание и обработку давлением.

1. Способ получения спеченных из- 3. Способ по п. 1, о т л и ч а юделий, включающий смешивание метал- m и и с я тем, что после спекания лических порошков с графитом и карбо- осуществляют закалку с температуры натными соединениями натрия, прессо- 15 на 30-50 С ниже температуры закалки о вание, спекание, о т л и ч а ю щ и й- спеченной стали без введения карбос я тем, что, с целью повышения ха- ватного соединения натрия, Свойства образцов из порошковых сталей кологнческне аиетры изголеиив образцов

Количества вводи мага в шихту бикарбаката натрия температура иэотер" мическай выдержки, С войства материала пе тур кал ь

> попнаа pabo» та разрушв» нил, А/ff предел прочности прн изгибе с надрезом, бм арамет язкости аэруще ия, К относи тельное содержание гра"

@ита, X

140 740 26/50

980/1210

1100/ 1250 !

130/1280

1100/ 1270

1,11/1,35

1,15/1,38

f, 19/1,42

1, 17/1,41

1 > 12/1, 36

0,4 lO

Смешивание шихты, прессовакие, спеканне (закалка, отпуск) 160 750 19/52

o,s!

80 760 32/55

O,7S

30/53

200 770

220 780

0,9

22/40 990/1230

17/36 860/1150

i>0

800

0,85/1, 10

140 770 31/52!

100/1260

1, 16/1,39

0,2

Смешивание шихты, спекание, дауплоткекие, спекание (закалка, отпуск) 160 780 34/55 1150/1300 . 1,21/1 ° 45

0,25

180 790 37/60

f190/1330

1170/1320

0>35

35/57

200 800

0 45

0,50 50

220 810 Э2/54 1130/1280

21/40

880/1180

830!

40 810 33/54

160 820 35/60

180 830 39/63

1130/1280 ! 160/1310

1200/1350

0,2

3 1

Смешнвакие шихты, прессованке, спекание> доуплотнекие, спекание, холодная де4ормация

0,25

0,35 35

1>29/1,54

1,27/1,50

0,96/1,21

f > 22/1,46

1,28/1,50

0,50

0,20 . 20

Смешивание шим™> шрвссовакнв, спекание, горачая дефОрмация

0,25!,ЭЗ/1,60

f,31/1,56

200 840 38/62

220 850 34/58

870 23/42

140 ° 810 35/56

160 820 38/6!

180 830 42/65

200 840 40/63

1180/1330

f 150/1300

90O/1190

1160/1310

1210/13 50

1240/1380

f220/1360

1, 26/1,50

1,24/1,48

1,20/1,44

0,92/1,15

1,17/1 40

1,23/ 1,48

1,30/1,55

1366293

Продолжение таблицы

220 830 36/62 1190/1330 t ° 29/1,32

0,30 30

830 27/63

910/1210 0,98/1 ° 23

Прототив (вместо биаарбовата ват1а%а. ввааитса 12 аарбовата ватаева) Составитель В. Нарва

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Ильин

Редактор Н, Горват

Тираж 739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 673 1/12

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4