Способ изготовления порошковых деталей

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления конструкционных и износостойких деталей машиностроительной, приборостроительной, текстильной и других отраслей промышленности. Способ изготовления порошковых деталей повышенной твердости и точности размеров включает приготовление шихты, прессование при относительно низком давлении, предварительное спекание, повторное прессование и окончательное спекание. При этом после окончательного спекания дополнительно проводят калибровку и рихтовку, совмещенные с закалкой, и отпуск. Причем два прессования и закалку, совмещенную с калибровкой и рихтовкой, осуществляют в одной и той же пресс-форме. Способ позволяет получать порошковые детали с точностью размеров по 8-9 квалитетам и твердостью не ниже 45-50 HRC при соблюдении требований по плоскостности и параллельности внешних поверхностей.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления конструкционных и износостойких деталей машиностроительной, приборостроительной, текстильной и других отраслей промышленности.

Известны способы получения конструкционных деталей из порошковых сталей, включающие: приготовление шихты, прессование, спекание, повторное прессование, повторное спекание и термообработку /Порошковая металлургия: Справочник. /Под ред. И.М.Федорченко. - Киев: Наук. Думка, 1985. - 624 с./. Высокая твердость деталей обеспечивается повышенной плотностью изделий в сочетании с термической обработкой.

Недостатком данной технологии является невозможность получения деталей с точными размерами из-за объемных изменений и коробления, имеющих место при термической обработке.

В качестве прототипа выбран способ изготовления деталей, включающий: приготовление шихты, прессование при давлении 300 - 500 МПа, спекание, повторное прессование и повторное спекание /а.с. N 1812723 МКИ B 22 F 3/12. Опубликовано 20.5.96. Бюл. N 14/. За счет относительно низкого давления первого прессования при использовании порошков с улучшенной формуемостью удается получать детали сложной формы, но остальные перечисленные выше проблемы данный способ решить не может.

Способ-прототип позволяет получить при твердости 20 - 25 HRC точность размеров не выше 14 квалитета, а улучшение твердости закалкой ведет к еще большему снижению точности размеров и к короблению изделий.

Предлагаемый способ позволяет получать порошковые детали с точностью размеров по 8 - 9 квалитетам и твердостью не ниже 45 - 50 HRC при соблюдении требований по плоскостности и параллельности внешних поверхностей.

Заявляемый способ изготовления деталей из порошковых сталей, включающий приготовление шихты, прессование при относительно низком давлении, предварительное спекание, повторное прессование и окончательное спекание отличается тем, что после окончательного спекания дополнительно проводят калибровку и рихтовку, совмещенные с закалкой, и отпуск. При этом два прессования и закалку, совмещенную с калибровкой и рихтовкой, осуществляют в одной и той же пресс-форме.

Сопоставление с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое изобретение отличается от прототипа получением деталей с повышенной точностью размеров, параллельностью и перпендикулярностью ограничивающих плоских поверхностей и высокой твердостью.

Заявляемый способ позволяет получать детали с более высокими свойствами благодаря тому, что калибровку, рихтовку, закалку и отпуск совмещают в одну операцию. Необходимо отметить, что разделение операций закалки, рихтовки и калибровки не обеспечивает решение проблемы получения деталей точных размеров с повышенной твердостью, т. к. искажение формы после закалки неустранимы.

Предлагаемый способ включает: приготовление поликомпонентной шихты, прессование деталей при относительно низком давлении, предварительное спекание, повторное прессование в той же пресс-форме, окончательное спекание, калибровку и рихтовку, совмещенные с закалкой, и отпуск.

Образцы из порошковой стали приготовлены по следующей технологии: - шихту, содержащую 4% порошка никеля, 0,5% порошка молибдена, 1% порошка графита и 95,5% порошка железа марки ПЖР 2.200.28, перемешивали 8 ч в двухконусном смесителе, введя для улучшения прессуемости 1% стеарата цинка; - образцы прессовали при давлении 400 МПа в закрытой стальной пресс-форме; - спекание проводили в атмосфере диссоциированного аммиака при температуре 1150^oC, 4 ч; - образцы допрессовывали при давлении 600 МПа в той же стальной пресс-форме; - спекание проводили в атмосфере диссоциированного аммиака при температуре 1150 - 1200^oC, 4 ч; - калибровку, рихтовку и закалку проводили с температурой 870^oC в той же пресс-форме, что и оба цикла прессования; - отпуск при 180^oC, 2 ч.

Были получены образцы со следующими механическими свойствами: твердость не ниже 45 HRC, трещиностойкость K_1c не ниже 46 МПа м^1/2 отклонения размеров не превышали допусков по 9 квалитету при соблюдении параллельности и перпендикулярности плоских поверхностей.

Необходимо также отметить принципиальную не возможность на любом из этапов производства горячего динамического прессования из-за низкой точности размеров, обеспечиваемых данным методом.

Таким образом, предложенная технология позволяет расширить возможности изготовления порошковых деталей и повысить качество изделий.

Формула изобретения

1. Способ изготовления деталей из порошковых сталей, включающий приготовление шихты, прессование при относительно низком давлении, предварительное спекание, повторное прессование и окончательное спекание, отличающийся тем, что дополнительно проводят калибровку и рихтовку, совмещенные с закалкой, и отпуск.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что два прессования и закалку, совмещенную с калибровкой и рихтовкой, осуществляют в одной и той же пресс-форме.