Способ изготовления спеченных изделий на основе железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 5 В 22 Р 3/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР Б А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4366007/ 24.11,87 30.04.90 Новосиби гЬ йроек риментал(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА(57) Изобретение относится к пор ошко Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спосо" бам горячего прессования деталей машин и инструмента из металлических порошков на основе железа.Целью изоЬретения является повышение физико-механических свойств.П р и м е р 1Изготавливали изделие из порошкового материала СПХ 5 - кольцо для сверлильного патрона. Заготовку прессовали,. нагревали токами высокой частоты до 1200 С, осуществляли горячее динамическое прессование штамповкой, После горячей штамповки изделие подвергали термической гомогенизирующей обработке путем нагрева до 1050 С в атмосфере диссоциированного аммиака, выдержки при этой тем" пературе в течение 120 мин, подстужи Й(56)кл. ВАв11 917 Бюл. М 16ский филиал Государст но-технологического и ного института "Оргст вои металлургии. Цель изобретенияповышение физико-механических свойствПроводят холодное прессование заготовки, нагрев ее токами высокой частоты до 800-1200 С и горячую штамповку иэделия. После горячей штамповкипроводят термическую гомогенизирующуюобработку в восстановительной атмосфере при 1050-1150 С в тецение 10120 мин. Затем осуществляют охлаждение и химико-термическую обраЬотку.Способ позволяет полуцить изделияс более высокими значениями пределапрочности, относительного удлинения,ударной вязкости и твердости при значите 1 ьном сокращении разброса этиххарактеристик по сечению изделия.1 табл,вания 600 С, азотирования и охлаждения на воздухе. Полученные изделия имели следующие механические свойства: предел прочности 2000-2200 МПа, относительное удлинение 10-121, относительное сужение 20-254, ударная вязкость 0.4-0,6 МДж/м , твердость 900-950 НУ.П р и м е р 2. Кольцо для свер" лильного патрона изготавливали из железного порошка марки ПЖ ЗМ 2, легированного хромом с добавкой углерода, путем проведения холодного прессования, нагрева, горячего прессования штамповкой, термической обработки, цементации, закалки и отпуска. В результате получено изделие из материала СП 40 Х, по химическому составу аналогичного стали 40 Х.1.560406 После горячей штамповки иэделиеподвергали термической гомогенизациипо следующему режиму: нагрев в атмосфере атомарного углерода до 1150 С,выдержка в течение 10 мин, затем охлаждение до 920-930 С, нитроцементация и закалка.Механические свойства порошковыхдеталей из порошка ПЖЗМ 2,. полученныепо предложенному способу, представлены в таблице. Для сравнения в таблице приведены физико-механические свойства идентичных деталей, полученныхпо известному способу, а также свойст 15ва деталей, изготовленных из прокатастали 40 Х, химический состав которойсоответствует материалу СП 40 Х,Как показывают данные таблицы, ме ханицеские свойства кольца, полученного по предлагаемому способу, значи" тельно выше свойств аналогичных деталей, полученных по известному способу, и имеют существенно меньший разброс.Проведение высокотемпературной .терт мической обработки после горячей штамповки позволяет достичь полного спекания металлических частиц и равномерной плотности. 30 Средние значения механических свойств Способ Разброс потвердостиНЕС, 4 Кс Ч, МДж/м2. в МПа Ю,Оеттие иветте тПредлагаемыйИзвестныйПрокат, сталь 40 Х 9 25 5Значения характеристик малы и не поддаются измерению. При температуре 10501150 С в порошковой стали интенсивно раэравниваются процессы диффузии и роста зерна, которые позволяют получить равно мерный фазовый и химический состав и полное растворение карбидов. Неметал лические примеси при этом выносятся , к границам зерен. Науглероженная или другая защитная атмосфера исключает40 окисление и появление обезуглероженного слоя. За счет одновременного протекания процессов спекания, роста зерна, перекрывающего контактные гра 45 ницы, и самодиффузии достигается гомо- генная равномерная структура, аналогичная структуре стали. Нагрев до температуры ниже 1050 С не дает развития перечисленных процессов.Повышение температуры до 1200 С и выше вызывает появление жидкой фазы и вредных ликвационных явлений.Выдержка менее 10 мин не.позволяет в значительной степени развиться необходимым процессам гомогенизации.Выдержка более 120 мин приводит к коагуляции углерода и неметаллических включений, в результате чего возраст тает хрупкость материала.Повышение механических. свойств изделий, обусловленное проведением высо ко 1:емпературной (1050-1150 С) термической обработки после горячей штамповки, связано с повышением плотности, выравниванием фазового и химического состава, приближением структуры спеченной заготовки к структуре стали.Предлагаемый способ позволяет получить равномерные по сечению детали механические свойства (например, разброс по твердости снижается в 2,5 раза), увеличить прочность на 40. Значительно возрастают пластические свойства и ударная вязкость. Улуцшаются эксплуатационные характеристики, цто позволяет расширить номенклатуру деталей, изготавливаемых из металлических порошков. Формула и зобретенияСпособ изготовления спеченных изделий на основе железа, вклюцающий прессование заготовок из порошка, нагрев до 8001200 С, горячее динамическое прессование, охлаждение и химикоттермицескую обработку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств, после горячего динамического прессования проводят термическую обработку изделий при 10501150 С в течение 10120 мин в защитной атмосфере. та ат евев е еви в800 8 25. 0,35 600 3Х 3 ф 750 15 40 0,60"