Способ спекания изделий из порошков легированных сталей

 

(72) Авторы изобретения

А,П.Челышев, Е.С.Севастьянов, Д.С.Лысов, А.И.Стрикелев, А.П.Ласковнев и П.Н.Киреев

1 (7!) Заявитель . Физико-технический институт АН Белорусской ССУ--=.(54) СПОСОБ СПЕКАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВ

ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в производстве спеченных изделий из порошков легированных сталей.

Известен способ спекания предварительно спрессованных порошковых материалов, включающий операции нагрева, выдержки и охлаждения в защитно-восстановительной атмосфере (I).

Недостаток способа - низкие эксплуатационные свойства спеченных иэделий.

Известен также способ изготовления спеченных изделий, включающий формообразование и спекание, причем нагрев до температуры спекания и пос"

35 ледующее охлаждение осуществляют со скоростью 100-300 С/с (2) .

Недостатками способа являются длительная выдержка при спекании выше ю температуры рекристаллизации, и, как следствие этого, крупнозернистая структура спеченного материала, невысокие Физико-механические свойства, а также низкая производительность, вследствие длительной выдержки при температуре спекания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ спекания изделий из порошков сплавов на основе железа, например Fe-5-183 Nl, который осуществляют путем нагрева заготовки в режиме термоциклирования вблизи температуры полиморфного превращения 131..Недостатком известного способа являются невысокие физико"механические свойства получаемых спеченных изделий.

Цель изобретения — повышение физико-механических свойств.

Указанная цель достигается тем, что в способе спекания изделий из порошков легированных сталей, включающем нагрев в режиме термоциклирования вблизи температуры полиморфна900526 го превращения, перед термоциклированием проводят иэотермический нагрев при температуре выше температуры спекания, но ниже температуры плавления порошкового материала, а термоциклирование осуществляют с нагревом выше температуры Ас на 60-70 и охлаждением нижетемпературы Аг на 4050

Первая стадия спекания - изотермическая выдержка при температуре выше

Ьбычно принятой для данного материала температуры спекания, но ниже температуры плавления - обеспечивает активное спекание за счет увеличения межчастичной диффузии, однако этот процесс сопровождается отрицательным . эффектом - ростом размера зерна.

8торая стадия спекания - многократная циклическая термообработка с нагревом выше температуры Ас> на 6070 и бхлаждением ниже температуры

Ar .на 40-50 - обеспечивает дробле3

we зерна и активацию дальнейшего процесса спекания. увеличение интервала термоциклирования значительно выше Ас уменьшает эффект измельчения, так как для каждой легированной стали существует верхняя критическая температура Ткр термоциклирования. При нагреве выше этой температуры эффект измельчения зерна в результате полиморфного превращения, при охлаждении ниже температуры Аг компенсируется его ростом. Дальнейшее увеличение интервала термоциклирования выше температуры

Ас приводит к увеличению зерна, которое не будет компенсироваться дроблением прй однократном полиморфном превращении ус, в то we время незначительный перегрев выше температуры Ас не обеспечивает полного поли3 морфного превращения, что приводит к уменьшению эффекта термоциклирования. Расширение интервала термоциклирования эа счет снижения температуры значительно ниже Ar не приводит к дополнительному дроблению зерна вследствие того, что уже весь мате15 ют в механическом двухконусном смеси-.

?о теле емкостью 30-50 кг при вращении

30

5

40 риал претерпел р превращение и дальнейшее снижение температуры только удлиняет цикл термообработки.

Значительный нагрев выше темпера.1туры Ас для изделий из порошков легированных сталей приводит к образованию карбидной сетки по границам зерен и к образованию ликваций легирующих элементов, что вызывает резкое снижение физико-механических характеристик и эксплуатационных свойств спеченных материалов и изделий.

Способ осуществляется следующим образом.

При изготовлении партии матриц для ударного выдавливания корпуса конденсатора легированные порошки фракций 063-100 стали Х12Ф1 смешивасо скоростью 40 об/мин в течение 2-х ч, затем спрессовывают до относительной плотности 78-803 при даьлении

7 тс/см . Спекание спрессованного изделия осуществляют в эашитно-восстановительной атмосфере с нагревом до

1250 С в течение 1 ч с последующим термоциклированием путем 10-кратной циклической термообработки с нагревом до 1000 С и охлаждением до 780 С.

Окончательное охлаждение изделия производят со скоростью 50 С/мин. Последующая калибровка обеспечивает 98993-ную плотность изделия.

Физико-механические свойства иэделий, полученные по предлагаемому способу в сравнении с известным, приведены в таблице, где также представ-. лены данные, обосновывающие необходимость проведения термоциклирования с нагревом выше Ас5 на 60-70 С и охлаждением ниже температуры Аг на

40-50 С.

Как видно иэ таблицы, матрицы для ударного выдавливания, полученные предложенным слособом,обладают более высокой износостойк0стью, ударной вязкостью и прочностью.

908526

Предел Ударная прочности вязкость, 6з кг/мм а „кгм/см

Изотермический нагрев, до 0 С

Твердость

HRC

Стоикость спеченных матриц, ш

Известный

15000-18000

280-300 7"8

Предлагаемый

830 С

+термоциклирование: нагрев выше Ас на 60-70, охлаждение ниже Аг на 40-50

250-270 5-6

8000-10000

58-60

1250 С

+термоциклирование: нагрев ше Асз на 370-380, охлаж- . дение ниже Аг на 210-220

16О-18О 2-3

500-1000

54-56

Формула изобретения

Составитель Ю.Иакаров

Редактор Н. Гришанова: Техред 3. Вереш Корректор О. Билак

Заказ 698/14 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, .Раушская наб., д. 4/5

1»

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

1250 С

+термоциклирование: нагрев выше Ас на 60-70, охлаждение .60-62 з

0 ниже Аг на 40-50

Способ спекания иэделии иэ порош-ков легированных сталей, включающий Зв нагрев в режиме термоциклирования вблизи температуры полиморфного превращения, о т л и ч а а шийся тем, что, с целью повышения физикомеханических свойств, перед термоцик- лированием проводят иэотермический нагрев выше температуры спекания, но ниже температуры плавления порошкового материала, а термоциклирование осуществляют с нагревом выше темпе" ратуры Ас> на 60-70 и охлаждением ниже температуры Аг на 40-50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федорченко И.И. и Андриевский

P.À. Основы порошковой металлургии.

Киев, 1961, с. 32-39.

2. Авторское свидетельство СССР

И 358086, кл. В 22 F 3/12 1970.

3. Рж "Металлургия" 1973, N 9, 9Г430.