Способ изготовления составных изделий из износостойких порошков
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления составных порошковых изделий из износостойких псрошчов Цель - повышение производительности при одновременном улучшении качества изделия Раздельно прессуют охватываемую и охватывающую детали, охватываемую деталь спекают, затем детали собирают с зазором, определяемым по эмпирической зависимости . Сборку подвергают окончательному спеканию, а после него осуществляют горячее калибрование. 1 табл.
„фФ @Ф,,„
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СО! (ИАЛИС ГИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 F 7/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
g )PI,!."-3ЯЯА 8
-:;ф н;., " >..
ОПИСАНИЕ И ОБРЕТЯ-ЦИ
Ъ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4ббб068/02 (22) 23,03.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Мариупольский металлургический институт (72) B.À.Áåëoóñîâ и А.В.Дорош (53) 621.79(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1424975, кл, В 22 F 7/02, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОРОШКОВ
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам изготовления составных порошковых изделий, и может быть использовано B порошковой металлургии и инструментальной промышленности.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
Раздельно прессуют охватываемую и охватывающую деталь. Охватываемую деталь прессуют из смеси порошков, состоящей, например, из карбидов металлов и связующего металла (железо, кобальт, никель и др). Она имеет внутреннее отверстие, охватывающую деталь прессуют из порошков пластичных металлов с каким-либо добавками других порошков (графит, дисульфид молибдена и др.) или без них.
Охватываемую деталь спекают при таких режимах (температуре, времени выдержки, среде), позволяющих получить требуемые механические и физические свойства, Затем ц9) Я„) r»> I О 4 - 4 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления составных пооошковых изделий из изнасостойких порошков. Цель — повышение производительности при одновременном улучшении качества изделия.
Раздельно прессуют охватываемую и охватывающую детали, охватываемую деталь спека,от, затем детали собирают с зазором, определяемым по змпирической зависимости. Сборку подвергают окончательному спеканию, а после неге осуществляют горячее калибрование. 1 табл.
- спеченную охватываемую деталь и неспеченную охватывающую деталь собирают с зазором, определяемым по зависимости где Л вЂ” величина зазора, мм; d — диаметр наружной цилиндрической поверхности охватываемой детали после спекания, мм; д — усадка материала охватывающей детали по иаметру внутреннего сгорания,,4. . Если величина зазора между охватываемой и охватывающей деталью будет меньше или равна расс гитанному значению, то гарантируется прочное соединение деталей при последующем окончательном спекании изделия, обеспечивающем выбирание зазора междудеталями,Iç-за усадки oxBQTLlâàþщей детали и припекания деталей друг к другу, Далее изделие подвергается горяче1692741 и внутреннему отвероскостям, что позволявеличить прочность д ющей и охвагываемой али и получить изделие с размерами, бующими.минимум механической обра KVl.
Способ осуществляют следующим обзом.
Раздельно прессуют охватываемую и ватываюи,ую деталь. Охватываемую дель прессуют из смеси порошков„состояей, например, из карбидов металлов и язующего материала (железо, кобальт, кель и др.). Она имеет внутреннеа отверие. Охватывающую деталь прессуют из рошков пластичных металлов с какимибо добавками других порошков (графит, сульфид молибдена и др.) или без них. хватываемую деталь спекают при режимах емпературе, времени выдержки, среде), озволяющих получить требуемые механиские и физические свойства. Затем спенную охватываемую деталь собирают с еспеченной охватывающей деталью с за-. ором, определяемым по эмпирической заисимости. Сборку подвергают кончательному спекайию, обеспечиваюему, выбирание зазора и припекание детаей друг к другу, а после спакания изделие одвергается горячему калиброванию по нутреннему отверстию и наружным плокостям.
Пример 1. Из смеси порошков карбиа хрома и никеля прессуют при давлении
00 — 500 МПа охватывземую деталь типа тулки с внутренним отверстием86,5 мм и аружным диаметром 15 мм, Охватываемая еталь спекается при температуре 1200—
1280 С в вакууме в течение 1,0 — 1,5 ч, в реультате чего происходит усадка втулки по наружному диаметру до 14 мм. Охватывающую деталь прессуют из смеси порошков железа и графита при давлении 200 — 600
МПа. Наружный диаметр детали 36 мм, коэффициент усадки материала по диаметру внутреннего отверстия д= 3,0;ь. Определяют величину зазора между охватываемой и охватывающей деталями:
Л (—, — = „ — 0 21 мм. д d 30 14
Прессуют охватывающую втулку с диаj метром отверстия, равным сумме диаметра
: охватываемой детали и двух величин зазоj p3, т.е. 14,42 мм. Детали собирают и произ водят окончательное спекание при
1150-1180 С в вакууме в течениа 1,0-2,0 ч, После спекания сборку подвергают горячему калиброванию в пр,".сс-форм, при те лпературе детали порядка 1050-1100" С и давлении 300 — 500 МПа в защитной среде.
Прочность соединения, оцениваемая по ве5 личине усилия выпрессовки. составила
63000 Н.
Пример 2. При условиях примера I зазор принят 0,05 мм. Прессуют охватывающую втулку с диаметром отверстия равным
10 соответственно 14,10 мм. Детали собирают, окончательно спекают vi калибруют cQOTBpT ственно режимом примера 1, Величина усилия выпрессовки 71000 Н.
Пример 3, Из смеси порошков карби15 да титана, никеля и кобальта при давлении
400 — 500 ЫПа прессуют охватываемую деталь типа втулки с отверстием 20 мм и наружным диаметром 33 мм. Охватываемую деталь спекают при 1300 — 1350 С в защит20 ной среде в етчение 1,5 — 2,0 ч. В результате спекания происходит усадка втулки по наружному диаметру до 29,80 мм. Охватывающую деталь прессуют из смеси порошков железа, никеля и графита при давлении
25 300 — 500 МПа. Наружный диаметр детали 51 мм, коэффициент усадки материала по диаметру внутреннего отверстия & 2,5 . Определяют величину зазора между охватываемой и охватывающей деталями;
30 д d 2,4 29,8
200 = 0,35мм.
Прессуют охватывающую втулку с диаметром отверстия, равным сумме диаметра охватываемой детали и двух величин зазора, т.е. 30,5 мм. Детали собирают и производят окончательное спекание при
1150 — 1200 С в защитной среде в течение
2,0 — 2,5 ч, Посла спекания сборку подвергают горячему калиброванию в пресс-форме при температуре детали 1050 — 1100 С и давлении 300 — 400 МПа в защитной среде.
Величина усилия выпрессовки составила
128000 Н.
Пример 4. При условиях примера 3 зазор принят 0,07 мм. Прессуют охватывающую втулку с диаметром отверстия равным соответственно 29,94 мм. Детали собирают, окончательно спекают и калибруют соответственно режимом гримера 3. Величина усилия выпрассовки 135000 Н, Пример 5. Из смеси порошков борида титана и никеля при давлении 300 — 500 МПа прессуют охватываемую деталь типа втулки с отверстием 22 мм и наружным диаметром
38 мм. Охватываемую деталь спекают при
1200-1400 С в защитной среде в течение
1,5 — 2,0 ч. В результате спакания происходит усадка втулки по наружному диаметру до
1692741
5 с о !! TH0!i среде есс ют из те.лпература 11".;0-1.,0 Г в з„ ..р
1525 П
П И подвергают горячему о иброванию р
» 50Î „200 отве стия 5 400 Mllà в защитной среде Прочность
30 . "-" "я е "иу op динения ей Результаты испытании св ежду охв хватываемой и охватывающей г цу. еталямй:
Из таблицы следует, что предлагаемый
10 способ повышает качество составных под d .3.0 36 4 рошковых изделий эа счет увеличения прочности соединения де аллей как мини. ум в у - 2 0 раза (для сопоставимых диаметров соеПрессуют охватывающу ту у ю в лку с диа* х деталей в известном и предл ме тром отверстия меньшим су . д ммы иамет- диняемых д и в х величин 15 емом спосо бах), улучшается точно бьа охватываемой детали и двух вел ов а за счет этого уменьшается о ь0 мм. Детали собирают и размеров, а з лия, что зазора, равным 37,0 мм. Д ем механической обработки иэцелия, производят окончате льное спекание при ем м х в течение выражается в увеличении производи тельно20 — 25 звестным
1 5-2,5 ч. После спекания сборку подверга1 ° и и температу- 20 способом. ют горячему калиброванию при т ре 1050-1150 С и давлении 200-400 МПа. о р м у
П риме р6. Из смеси порошков борида лий из изн кл1очао хрома, никеля и хрома пр д
25 ающей деталей, спекание о, 500 МПа прессуют охватываемую д м ю еталь ти- и охватыв мет ом 6,5 мм и ваемой детали, с и сборку деталей с зазоро я па втулки с отверстием диаметром ельное спекание, о т л и ч а ю щ и имм. Охватываемую окончательно, и инаружным диаметром 15 мм.
00-1400 С в защит- ..с ятем, что, с целью повышения произв дшении д еталь спекают при 1200-1400 — ч. Уса ка втулки тельности при и одновременном улучше. ecTной среде в течение 1,5-2,0 ч. д из елий, сборку деталей осуи, по наружному диаметру соста,, 30 вляет14,1мм, 30 качества изд т ль и есс ют из смеси вляют с зазор ом определяемым иэ сл-ду
Ох ат ва ощу достал прессуют порошков железа.и графита при давлении
200-.4о0 МПа. Наружный диаметр детали 3 етали 36 мм коэффициент усадки материала по диаФ тия д=З . Опре- 35 метру внутреннего отверстия . где Л вЂ” величина зазора, мм; — наделяют величину зазора между и . тр охватываемой детали поохватываемой и охватывающеи д еталями. ружны диамет ль с иа- сле спекания, мм; д- усадка материала
Прессуют охватывающую деталь д ей етали по диаметрч ммы иамет- охватывающеи де метром отверстия меньшим суммы д
B х величин 40 внутреннего отвер рстия, ),, а после оконча-. ра охватываемой детали и двух в зазора равным 14,15 мм. Детали со р би ают тельного спекания и изделие подвергают roи и ячему кали рованию, б и произв изводят окончательное спекание пр р
1692741
Способ
Состав детали
Заэор, ин
Проиэво днтель-.
Качественные свойства усилие точность охватыеае- охватыиой веющей!
Be рок о ва т ос т ь поверхности, икн ность вт./ч охваты ваеной вьюрес- раэнерое совыеанил Н
Нэвест- Никель нын Карбид хрсна
19,0
Никель
30000 Отверстие охватываОтверстие Охватываеной детали 1,25, остальных 20 еной де. Тали 1ТС, остальные поверхнос тн
1 те5
Предлагаеный пример
14,0 14,42 63000 1 та 1,25
Нелеэо
Графит
0,21
31 о,o5 14,о 14, 10 т Гооо 1 та
1,25
Мелево
Графит
0у07 29 ао 29,94 136000 1 та
1,25
Феле э о
Графи т
0 54 36 4 37,4 142000 1 та
Фепеэо
Грасит
1,25
14 ° 45 5600O т8
14,1
0,21
Фелеэо
Графит
1,25
Редактор E. Папп
Заказ 4036 Тираж Подписное
Г5НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Ка рбид хрома
Никель
Карбид хрона
Никель
Карбид крона
Никель
Болид титана
Никель
Борид хрса
Кобальт
Никель
Составитель И. Пойменова
Техред M,Моргентал Корректор Э.Лончакова
