Порошковый экономнолегированный материал на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей

Авторы патента:

Ахмедпашаев Магомедпаша Узайруевич (RU)

C22C33/02 - порошковой металлургией (обработка металлического порошка B22F)

B22F1/00 - Специальная обработка металлических порошков, например для облегчения обработки, для улучшения свойств; металлические порошки как таковые, например смеси порошков различного состава (C04, C08 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2570141:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии. Порошковый экономнолегированный материал на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей содержит 0,3-0,5 мас.% углерода, 1,0-2,0 мас.% титана, 2,0-3,0 мас.% молибдена, 2,0-3,0 мас.% вольфрама, 0,5-1,0 мас.% ванадия, 8,0-10,0 мас.% хрома, 2,0-3,0 мас.% меди, 0,1-0,3 мас.% стеарата цинка и остальное железо. Обеспечивается повышение износостойкости и вязкости деталей из упомянутого материала. 1 пр.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано во многих отраслях промышленности.

В настоящее время для изготовления износостойких деталей машиностроения используются высоколегированные стали, получаемые литьем с последующей обработкой давлением и химико-термической обработкой [1, 2].

Однако, при изготовлении таких сталей, определенная часть остродефицитных легирующих элементов переходит в шлак при плавке.

Решить эту проблему следует изготовлением спеченного металлообрабатывающего инструмента на железной основе с рациональным легированием.

Для достижения этой цели в данном изобретении приводится порошковый экономнолегированный материал на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей.

Расчет усилия прессования производят по формуле:

Р=qFn,Н

где q - удельное усилие прессования; МПа;

F - площадь прессования, мм²;

n - количество гнезд в пресс-форме, шт.

Процесс спекания проводится в вакууме при температурах 1090-1100°C для растворения меди и достижения определенного уровня требуемых свойств, формирующихся в процессе нагрева исходного порошкового тела. Наиболее близким аналогом изобретения по назначению может быть принятие порошкового материала для изготовления износостойких деталей, раскрытый в RU 2287404 С2, B22F 3/24, 20.11.2006.

С целого повышения плотности изделий после спекания осуществляют горячее изостатическое прессование или пластическую деформацию в холодном или нагретом состоянии. После такой обработки заготовки подвергают механической обработке или отделочным операциям. Затем полученные детали упрочняют химико-термической обработкой (науглероживание, нитроцементация, боронауглероживание и др.) с последующей закалкой при температурах 950-1000°C и отпуском при 180-200°C.

Возможно сочетание химико-термической и термической операций.

Сущностью изобретения является приведенный состав порошкового экономнолегированного материала на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей, способного заменить традиционные износостойкие стали, обладающего хорошей технологичностью до окончательного поверхностного упрочнения, так как процентное содержание углерода небольшое (0,3-0,4% по массе). Поверхность упрочняется и становится износостойкой после насыщения диффундирующим элементом (углеродом) и термической обработки. При этом силы, действующие во время работы инструменту извне «гасятся» вязкой подзакаленной сердцевиной, и поверхность не имеет микротрещин во время эксплуатации.

Сущность изобретения подтверждается следующим примером.

Пример. Для изготовления фасонных фрез смесь состава (в % по массе): углерода 0,3-0,5; титана 1,0-2,0; молибдена 2,0-3,0; вольфрама 2,0-3,0; ванадия 0,5-1,0; хрома 8,0-10,0; меди 0,0-0,3; стеарат цинка 0,1-0,3; остальное железо, тщательно смешивают, прессуют на прессе К-8130 с расчетным усилием 111,6 МПа. Для повышения плотности прессовки подвергают горячему изостатическому прессованию с дополнительным усилием 80 МПа после спекания. Спекание проводится в вакууме при 1090-1100°C в течение 1-2 часов. Полученные, таким образом, прессовки обрабатывают резанием и получают готовые фрезы. Затем фрезы упрочняют химико-термической обработкой при температурах 950-1000°C в течение 6-8 часов, закаливают в соляной ванне с температурой 950-1000°C, отпускают при 180-200°C, затем проводят доводочные операции.

Производственные испытания показали положительные результаты и перспективность исследования в этом направлении.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №1175174, C22C 38/28, 1985. Штамповая сталь / Л.Г Ворошнин, М.У. Ахмедпашаев и др.

2. Сальников В.Г. Поверхностная карбидизация низколегированных сталей для самозатачивающихся ножей сельскохозяйственных машин: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук / В.Г. Сальников. - Курск, 2002. - 20 с.

Порошковый экономнолегированный материал на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей, включающий порошки углерода, титана, молибдена, вольфрама, ванадия, хрома, меди, стеарата цинка и железа, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас. %:

углерод	0,3-0,5
титан	1,0-2,0
молибден	2,0-3,0
вольфрам	2,0-3,0
ванадий	0,5-1,0
хром	8,0-10,0
медь	2,0-3,0
стеарат цинка	0,1-0,3
железо	остальное

Изобретение относится к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, которые могут быть использованы в узлах трения предохранительных фрикционных муфт сцепления винтовых стрелочных переводов, применяемых на высокоскоростных железнодорожных магистралях.

Способ получения высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа // 2564654

Изобретение относится к получению высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа, который может быть использован для изготовления тяжелонагруженных конструкционных деталей фрикционного назначения, испытывающих динамические и истирающие нагрузки.

Способ получения композиционного материала на основе железа // 2560484

Настоящее изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения композиционного материала на основе железа включает перемешивание порошков для матрицы материала и дисперсного порошка оксида металла, механическое легирование полученной смеси, компактирование и прокатку полученного сплава.

Азотсодержащая, низконикелевая спеченная нержавеющая сталь // 2553794

Изобретение относится к области металлургии, а именно к распыленному водой порошку нержавеющей стали и к спеченному конструктивному элементу. Заявлен распыленный водой порошок нержавеющей стали, содержащий, вес.%: 10,5-30,0 Cr, 0,5-9,0 Ni, 0,01-2,0 Mn, 0,01-3,0 Sn, 0,1-3,0 Si, >0,059-0,4 N, при необходимости, макс.

Твердый припой на железохромовой основе // 2550471

Изобретение относится к области металлургии, в частности к твердому припою для высокотемпературной пайки нержавеющей стали. Порошок твердого припоя на железохромовой основе для высокотемпературной пайки основного материала из нержавеющей стали содержит, мас.

Поршневое кольцо с покрытием, нанесенным путем термического напыления, и способ его получения // 2544332

Изобретение относится к области металлургии, в частности к поршневому кольцу для двигателя внутреннего сгорания с покрытием, нанесенным термическим напылением порошка.

Спеченный композиционный материал // 2543121

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным композиционным материалам на основе порошковой легированной стали, содержащим антифрикционный наполнитель.

Способ производства магнитов из редкоземельных металлов // 2538272

Изобретение относится к электротехнике, к магнитам из редкоземельных металлов. Технический результат состоит в повышении коэрцитивной силы без добавления большого количества таких редкоземельных металлов, как Dy и Tb.

Способ получения спечённых магнитотвёрдых сплавов системы железо-хром-кобальт // 2534473

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению постоянных магнитов из магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт. Готовят шихту, содержащую порошки железа, хрома, кобальта и легирующих элементов, и проводят ее механоактивацию в планетарной шаровой мельнице в среде этилового спирта в течение 2-15 минут, с последующей сушкой.

Высокопрочная низколегированная спеченная сталь // 2533988

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к низколегированному порошку на основе железа и может быть использовано для получения высокопрочных спеченных деталей, в частности деталей компонентов автомобиля.

Наноструктурированный порошок твердого раствора кобальт-никель и способ его получения // 2568858

Изобретение относится к получению наноструктурированных порошков металлических сплавов. Наноструктурированный порошок твердого раствора кобальт-никель состоит из первичных частиц в виде кобальтоникелевых наноблоков размерами 5-20 нм, агломерированных во вторичные частицы размерами 100-200 нм сферической формы.

Способ получения наноструктурированного конгломерированного порошкового материала для нанесения покрытий методами газодинамического и газотермического напыления // 2568555

Изобретение относится к получению наноструктурированного конгломерированного порошкового материала для нанесения износо-коррозионностойких покрытий гизодинамическим и газотермическим напылением.

Способ изготовления материалов для постоянных магнитов из литых сплавов на основе системы sm-co-fe-cu-zr // 2566090

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению постоянных порошкообразных магнитов на основе системы Sm-Co-Fe-Cu-Zr. Повышение плотности и прочности, увеличение коэрцитивной силы и остаточной индукции полученных магнитных материалов является техническим результатом изобретения.

Способ получения композиционного плакированного порошка для нанесения покрытий // 2561615

Изобретение относится к получению композиционных порошков для защитных износостойких покрытий. Готовят смесь неметаллической керамической компоненты и металлического порошка при массовом соотношении 1:(1-4).

Способ получения ультрадисперсного порошка карбида титана // 2561614

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении твердых сплавов, режущего инструмента и износостойких покрытий.

Состав порошковой смеси для термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов и способ термодиффузионного цинкования изделий из магниевых сплавов // 2559386

Группа изобретений относится к химико-термической обработке поверхности изделий из магниевых сплавов. Порошковая смесь для термодиффузионного цинкования включает цинковый порошок, волластонит в качестве инертного наполнителя, средняя масса частиц которого равна средней массе частиц цинкового порошка, и активатор в виде смеси фторида бария, фторида магния, фторида кальция, фторида калия, фторида натрия и фторида лития.

Способ обработки порошкообразного оксида металла в переменном магнитном поле // 2556170

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способам обработки металлов с использованием магнитных полей, и может быть использовано для обработки твердотельного порошкообразного магнитного и немагнитного материала в переменном магнитном поле для модификации структурно-зависимых свойств этих материалов.

Порошки агломератов вентильных металлов и оксидов вентильных металлов и способ их получения // 2542866

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков агломератов вентильных металлов и субоксидов вентильных металлов для изготовления конденсаторов с твердым электролитом.

Способ изготовления изделий из порошков соединений ряда карбидов и связующая композиция для осуществления способа // 2538743

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к изготовлению изделий из порошков твердых сплавов на основе карбидов. Смешивают временное связующее, содержащее двухкомпонентный диспергатор и двухкомпонентную смазочную добавку в весовом соотношении от 1:3,6 до 1:13,1, и порошкообразную смесь неорганических порошков, содержащую порошки карбидов и постоянного связующего.

Способ производства магнитов из редкоземельных металлов // 2538272

Установка для нанесения металлического покрытия на полые микросферы // 2572007

Изобретение относится к нанесению металлического покрытия на полые микросферы. Вакуумная камера является анодом, выполнена с верхней и нижней герметичными крышками, в которых установлены соответственно бункер для полых микросфер и бункер для микросфер с покрытием, и размещена на валу с возможностью поворота на 180° в вертикальной плоскости. Упомянутые бункеры выполнены с заслонками для соединения с вакуумной камерой и содержат направляющие, расположенные в вакуумной камере под углом 65°-75° к вертикали. Внутри вакуумной камеры установлен расходуемый электрод и изолированный от камеры катод, выполненные с возможностью зажигания между ними дуги и образования паров металла покрытия. Обеспечивается возможность контроля толщины наносимого покрытия на поверхность полых микросфер. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.