Способ легирования изделий из металлических порошков

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11>63275О (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180277(21) 2455290/22-02 с присоединением заявки РЙ

{23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11,78,Бюллетень И 42 (53) N. Кл.

С 23 С 13/02

В 22 Г 3/12

Государственный ком нтет

Совета Министров СССР но дмам изобретений н открытий (53) УДК 621. 762.5:

:621.762 763 (088.8) (45) Дата опубликования описания 16.1178

P2) Авторы изобретения

A.È.Перевязко, P.Ê.0ãíåâ и В.П.Саливон

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титана (73) Заявитель (54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ МЕТРЛЛИЧЕСКИХ

ПОР(йП(ОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам легироваиия изделий нз металлических порошкову оно может быть использовано при изготовлении конструкционных спеченных изделий.

Известен способ легирования изделий иэ металлических порошков, предусматривающий спекание изделий as титана и подобных ему металлов в расплавленном кальции или его парах (1).

Спекание в жидком кальции или в атмосфере паров последнего предохраняет изделия от окисления, но не обеспечивает достаточного легирования основы материала иэделий, что, в свою очередь, не позволяет повысить прочностные свойства изделий.

Известен также способ легирования иэделий из металлических порошков, предусматривающий формование заготовки иэ порошка основы материала изделия, осаждение на неспеченную заготовку из парогазовой фазы легирукяаего элемента и спекание с образованием сплава между металлом-основной и испаряемым элементом (2). Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению и позволяет получать сплавы никельцинк, медь-цинк, медь-никель-цинк.

Недостаток известного способа— нев ззможность получения равномерно

5 легированных по объему изделий любой формы и толщины. Таким способом можно получать изделия плоской формы . толщиной до 1/4 дюйма. Проведение процесса при температурах выше точки

l0 испаряемого материала и ниже точки плавления материала обрабатываемой заготовки изделия не позволяет испольэовать известный способ при легировании рядом металлов, в частности ти-!

5 таном. При температуре ниже точки плавления материала изделия без установления четкого режима для пары металлов получить изделие нз порошка заданной формы с заданной плотностью

29 по известной технологии не представляется возможным.

Кроме того, отсутствие подпрессовки порошка перед "саждением создает

И возможность для свободного прохождения паров через поры заготовки, а не для полного закрытия всей поверхности пор что, в конечном итоге, не обеспечивает равномерного распредеЭц ленни легирующего элемента.

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 6507/24

Тираж 1135 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

ЦеЖ изобретения — расширение технологических воэможностей процесса и повышение Равномерности распределения легирующего элемента в объеме изделия.

Цель достигается тем, что формование заготовки осуществляют прессованием порошка, осаждение проводят при температуре на 50-100 С ниже температуры взаимодействия порошка основы и легирующего элемента прн давлении паров легирующе о элемента 10- 10

100 мм.рт.ст. в течение 0,5-1,0 ч, а спекание осуществляют при температуре на 20-50 С ниже звтектоидной температуры сплава.

Кроме того, на заготовку осаждают пары сплава легирующих элементов и спекание проводят э атмосфере паров легирующего элемента.

Способ заключается в том, что спрессованную заготовку из порошка основы материала изделия помещают и верхнюю зону двухэонного металлического герметизируемого контейнера с автономным нагревом нижней и верхней зон. В нижнюю зону загружают металл для легирования. После герметизации и вакуумирования контейнера проводят нагревание в зоне легирующего элемента до его плавления, а в зоне заготовки — до температуры, обеспечивающей осаждение паров легирующего 30 элемента на открытой поверхности заготовки.

После осаждения необходимога ко.личества легирующего элемента на заготовке повышают температуру до величины не ниже температуры спекания основы материала иэделий, но не выше эвтектоидной при данных условиях.

При повышении температуры происходит не только спекание, но и диффузия 40 осажденного элемента в основу с образованием по объему материала изделия интерметаллидных фаз.

Пример 1. Из порошка титана фракционного состава -0,18-0,04 меш прессуют. заготовку с относительной плотностью 90-92%| последнюю помещают в верхнюю зону контейнера.

В нижнюю зону загружают медь. Контейнер вакуумируют до остаточного давления 1-10 мм рт.ст., затем в 50 нижней зоне повышают температуру до

О

1070-1090 С, а в зоне эаготовки— до 600 С. Остаточное давление в контейнере не превышает 1-2 10 мм.рт.ст.

После 30-минутной выдержки в указанных условиях проводят спекание заготовки» Для этого температуру в верх ней зоне повышают до 980 С „и при остаточном давлении 1-2 10 мм.рт.ст. выдерживают s течение 1 ч. После ле- 60 гирования предложенным способом материал иэделия состоит нз а{ -титана и интерметаллидов состава 7 Сц,Т1 CU иТ1 Си. а 4.

Пример 2. Спрессованную иэ порошка титана заготовку обрабатывают в парах германия. Время выдержки то же. Температура расплава repо мания l000 C„ температура н зоне спекания 700 С, а "àòåì 980 С. В материале изделия получено равномерное

Распределение ннтерметаллидов Т1 Йе

B О»- -THTQHe»

Я

Аналогичным образом получают изделия из титана, легированные цинком.

Предложенный способ позволяет расширить технологические возможности процесса легирования изделий из порошков осаждением на пористую основу легирующего элемента из парогазовой фазы, а также обеспечивает условия равномерного распределения легирующего элемента с образованием интерметаллидных фаз па объему изделий.

1. Способ легирования иэделий иэ металлических порошков, включающий формование заготовки из порошка основы материала изделия, осажденне на заготовку из парогазовой фазы легирующего элемента н спекание, о т л и ч а ю шийся тем, что, с ценью раскжрения технологических возможностей процесса и повышения равномерности распределения легирующего элемента в объеме изделия, формование осуществляют прессованием порошка, осаждение проводят при температуре на 50-100- С ниже температуо ры взаимодействия порошка основы и легирующего элемента при давлении паров легирующего элемента 10100 мм рт.ст. в течение 0,5-1,0 ч, а спекание осуществляют при температуре на 20-50 С ниже эвтектоидной температуры сплава.

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что на заготовку осаждают пары сплава легирующих элементов.

3. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что спекание проводят в атмосфере паров легирующего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент CtaA Р 2546320, кл. 75-223, 1951.

2. Патент США Р 3386121, кл. 75-224, 1968.