Способ изготовления спеченных изделийиз материалов ha ochobe железа

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ Союз Советскнк Соцналнстнческнк Республик(22) Заявлено 150679 (2 т) 2789333/22-02с присоединением заявки йо -(51)М. Кл 3 В 22 Г 3/16 Государетвеннмй коинтет СССР ао делан нзобретеннй н отнрмтнА(72) Авторы изобретени 5 нияйств Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству деталей машин, преимущественно роликов подшипников качения, из материалов на основе железа.Известен способ изготовления деталей машин иэ материалов на основе железа, включающий прессование заготовок, спекание, повторное прессова.ние и повторное спекание 11Недостатком укаэанного способа является недостаточная прочность и твердость поверхности заготовки, что не отвечает требованиям к деталям, работаняцим при больших нагрузках, например к роликам подшипников качения. Кроме того, механические свойства аниэотропны по поверхности деталей, что приводит к быстрому их разрушению при эксплуатации.Известен способ изготовления деталей машин из порошков на основе железа, включающий смешивание порошков, прессование заготовок при давлении 6-8 т/смф, их спекание, .деФормацию и последующую термообработку 21Недостатками известного способа являются высокие знергоэатраты и большие расходы металла за счет уплотнения заготовки до монолитного состояния, 33 ля деталей машин, напрймео для роликов подшипников качения,рабочей частью является поверхность,поэтому достаточно уплотнения только поверхностного слоя иэделия. Кроме того, механические свойства деталей, полученных этим способом, неоднородны по поверхности. Это приводит к их быстрому разрушению при эксплуатации. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эфФекту является способ изготов,ления спеченных изделий иэ материалов на основе железа, включающий смешивание проошков, прессование заготовок при давлении 6-7 т/см, предваттительное спекание в защитной ат- .мосфере при 900 тС в течение 2 ч, допрессовку при давлении 8-9 т/см и окончательное спекание в защитной атмосфере при 120 цС в течение 2 ч 3,Недостатком известного способа является неоднородность свойств по поверхнасттт иэделий, одинаковое уплотчение поверхности и внутренних ,слоев изделий.Цель изобрете - повышениетмеханических сво и облегчение850312 5 О 15 20 35 40 45 ЗО 55 е 0 ВНИИПИ Заказ 6195/15 Тираж 869 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.ПроЕктная,4 иэделия за счет сохранения пористой сеьдцевины.Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления спеченных изделий из материалов на основе железа, преимуществейно ьоликов подшипников качения, после окончательного спекания иэделия подвергают обработке путем прокатки с обжигом при давлении 8-15 т/см 2.Предлагаемый способ осуществляют следующим обьазом.Порошки исходных компонентов смешивают, пресуют изделия при давлении 6-8 т/см и спекают изделия в вос становительной атмосфере при 900- 1000 С, повторно прессуют при давлении 9"10 т/смг и спекают при 1100- 1200 С, после чего осуществляют холодную поверхностную прокатку с усилием 8-15 т/смДвухстадийное прессование и спекание позволяет достичь наивысшую плотность заготовок. Установлено, что предельная плотность заготовок, равная 87-92, достигается двухстадийным прссованием при давлении 6- 8 т/см на первой стадии и 9-10 т/см при вторичной прессовании.оПервое спекание при 900-1000 С дает минимальную усадку заготовки. Это позволяет производить первичное и вторичное прессование в одной прессформе. В процессе первого спекания при температуре свыше 1000 С размеры и форма заготовок существенно изменяются, поэтому необходимо изготовлять специальную пресс-форму, что увеличивает стоимость изделий. Температура первого спекания оказывает влияние также на механическую прочность заготсвок. Увеличение температуры опеке.ния приводит к образованию значительного количества металлических связей между частицами, что в свою очередь требует увеличения давления повторного прессования.Повторное спекание при температуре 1100-1200 С приводит к усадке заготовок и увеличению их твердости. При поверхностной холодной прокатке заготовок возникают усилия, которые способствуют поверхностному "течению" материалов, уплотняют поверхностный слой, вовлекая в этот процесс вглубь лежащие слои. После прокатки упрочненвый слой обладает более монолитной структурой.Прокатку проводят с усилием 8 - 15 тсм, обеспечивающим повышение тверДости и прочности.При прокатке с усилием менее 8 т/смг не достигается необходимой твердости для изделий, работающих в условиях повышенных нагрузок,например для роликов подшипников качения.При прокатке с усилиемболее 15 т/см прочность и твердость изделий меняются незначительно.Поэтому увеличение усилия прокатки нецелесообразно.П р и м е р. Для изготовления роликов подшипников качения из матерна" ла ЖГР 1, 5 х 2 (2,5 граФита, 2 хрома, остальное - железо) смешивают порошки железа, хрома, графита в течение 2 ч, прессуют иэделия при давлении 6-8 т/см , спекают в атмосфере водорода в течение 2 ч при 950 С, после этого проводят повторное прес- сование при давлении 9-10 т/см и спев канне при 1150 ССпеченные изделия подвергают поверхностной прокатке с усилием 8-15 т/см . После поверхностной прокатки плотность поверхностного слоя не ниже 98, сердцевины 91-95. Глубина уплотнительного слоя в цЕнтральной части ролика 0,6-1,0 мм, торцовых частей 1,15-1,4 мм. Средняя микротвердость сердцевины изделия 498 кг/мч , поверхностного слоя 680- 824 кг/ммг.Предлагаемый способ позволяет получать изделия с поверхностным уплотненным слоем с сохранением пористой сердцевины, что обеспечивает облегчение изделия на 5-8.формула изобретения,Способ изготовления спеченных из- .делий иэ материалов на основе железа, преимущественно роликов подшипников качения, включающий смешиваниепорошков, предварительное прессоваииезаготовок при давлении 6-8 т/см,первое спекание в восстановительнойатмосфере при 900-1000 фС, повторноепрессование при давлении 9-10 т/смги окончательное спекание в восстановительной атмосфере при температуре 1100-1200 фС, о т л и ч а.ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механических свойств и облегчения иэделия за счет сохранения пористойсердцевины, после окончательногоспекания иэделия подвЕргают обработке путем прокаткиобжатием придавлении 8-15 т/см.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Роман О.В. и др. Применениестального порошка для изготовленияметодом порошковой металлургии. Минск,1963, с,17.2. Авторское свидетельство СССР9 389350, кл. В 22 Г 3/24, 1973.3. Радомысельский И.Д. Металлокерамические конструкционные де. -тали, Сб. Современные проблемы порошковой металлургии". Киев, "Наукова думка", 1970, с.184-185.