Способ получения высокопрочных деталей из порошка на основе железа

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению тяжелонагруженных деталей (типа валов, шестерен, пальцев, кулачков, роликов и т.п.) с применением высокотемпературной термомеханической обработки. Целью изобретения является повышение прочности и долговечности деталей. Способ включает холодное прессование в брикет, спекание, горячую деформацию при 870 - 950°С, закалку и низкий отпуск. Брикет прессуют двухслойным из железографитовой смеси разного состава с содержанием углерода в наружном слое 0,95 - 1,3% и во внутреннем слое 0,3 - 0,8% и содержанием углерода после спекания соответственно 0,8 - 1,08% и 0,15 - 0,60%, а охлаждение ведут до температуры горячей деформации. Способ позволяет повысить в 1,5 - 2,5 раза усталостную прочность деталей. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1542696 (5!)5 В 22 F 3 24, 3 12 7 02 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322177/31-02 (22) 21.07.87 (46) 15.02.90. Бюл. № 6 (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) С. Г. Ма м ян и P. П. А боян (53) 621.762.4.016 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 959924, кл. В 22 F 3/24, 1982.

Патент США № 4165243, кл. С 21 D 1/48, опублик. 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОРОШКА НА

ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (57) Изобретение относится к порошковой металлур ии, в частности к изготовлению тяжелонагруженных деталей (типа валов, Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению тяжелонагруженных деталей (типа валов, шестерен, пальцев, кулачков, роликов и т. п.) с применением высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО).

Цель изобретения — повышение прочности и долговечности деталей.

Сущность изобретения заключается в том, что, исходя из окончательных размеров и плотности брикетов, рассчитывают навески порошка для наружного слоя и сердцевины. Последовательность операции прессования брикетов-заготовок поясняется следующим. Нижний пуансон-втулку со стержнем устанавливают в матрице и после засыпки порошка наружного слоя устанавливают верхний пуансон-втулку и осуществляют прессование под небольшим давлением, обеспечивающим плотность порядка 65 — 75%. Далее выдавливают стержень и устанавливают нижний цилиндрический пуансон и после шестерен, пальцев, кулачков, роликов и т. и.) с применением высокотемпературной термомеханической обработки. Целью изобретения является повышение прочности и долговечности деталей. Способ включает холодное прессование в брикет, спекание, горячую деформацию при 870 — 950 С, закалку и низкий отпуск. Брикет прессуют двухслойным из железографитовой смеси разного состава с содержанием углерода в наружном слое 0,95 — 1,3% и во внутреннем слое

0,3 — 0,8 /О и содержанием углерода после спскания соответственно 0,8 — 1,08% и 0,15—

0,60% а охлаждение ведут до температуры горячей деформации. Способ позволяет повысить в 1,5 — 2,5 раза усталостную прочность деталей. 1 табл. засыпки порошка сердцевины устанавливают верхний цилиндрический пуансон. Двухсторонним прессованием формуют сердцевину прямо в поверхностном слое. Когда торцы стержневых и втулкообразных пуансонов совпадут, получают двухслойную прессовку с почти равномерной пористостью 25 — 35% и тут же осуществляют допрессовку до получения пористости 10 — 25%.

После холодного прессования брикеты подвергают спеканию при 1150 Ñ в течение 1 — 2 ч в атмосфере водорода или диесоциированного аммиака. Изменением выдержки при максимальной температуре спекания можно регулировать форму кривой науглероживания. С целью предотвращения выгорания углерода спекаемые брикеты помешают в контейнер и засыпают смесью

А1 0д+3 — 5% графита. Спекание проводят в проходных печах типа Г20, после чего брикеты выталкивают в зону охлаждения до 870 — 950 С, необходимой для осуществления ВТМО в зависимости от состава металлопорошковой стали.

1542696

Формула изобретения

Содержание углерода, 4

Прочность, мПа

До спекания в сло После спекания в слое

После цементиции

По изобретению

780

0,8

0,92

1,08

0,15

0,45

0,6

0,95

1,1

1,3

0,3

0,6

0,8

Прототип

380

0,7-0,9

0,2

0,35

Составитель А. Смирнов

Редактор М. Кслемеш Тскрсд И. Верее Корректор Н. Король

Заказ 366 Ти раж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4)6

Производственно-издательский комбинат <: Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заготовки после спекания и охлаждения до указанной температуры подвергают горячей деформации ковкой, штамповкой, экструзией и т. п. Степень деформации при горячей обработке давлением необходимо устанавливать в зависимости от исходной пористости и для обеспечения максимального эффекта, ВТМО должна составлять порядка 50 — 90Я. После горячей деформации почти окончательно сформированные детали, подвергают немедленной закалке и низкому отпуску при 160 †2 С.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Способ позволяет повысить в 1,5 — 2,5 раза усталостную прочность деталей, а также исключить операцию цементации.

Внутрен- Наружном Внутрен- Наружном нем нем

Способ получения высокопрочных деталей из порошка на основе железа, включающий прессование брикета из железо5 графитовой смеси, спекание, охлаждение, горячую деформацию при 870 — 950 С, закалку и низкий отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и.дол-. говечности деталей, брикет прессуют двухслойным из железографитовой смеси разного состава с содержанием углерода в наружном слое 0,95 — 1,3Я и во внутреннем

0,3 — 0,8о4, спекание проводят до содержания углерода в слоях соответственно

0,8 — 1,08Я и 0,15 — 0,6Я, а охлаждение ведут до температуры горячей деформации.