Способ получения спеченных изделий на основе железа

О П И С А Н И Е 882702ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соме СоветекикСоциалиетичееиикРеелттблми(5)М. Кд. В 22 Р 3/16 3 Ъеудеретеанный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения О. В, Роман, Е. А, Дорошкевич, Л. Н. Дьячкова и Л, ф, Керженцева Научно-исследовательский институт порошковой металлургииБелорусского ордена Трудового Красного Знамени политехническогоинститута(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получениюспеченных изделий на основе железа, легированного различными металлами путем прессования, спекания и термомеханической обработки.Известен способ получения спеченных иэделий на основе легированного металлами желе.эа, который предусматривает смешивание же.леэного порошка с порошками легирующихметаллов, крупность частиц которых меньшекрупности частиц железа более чем на порядок, 1 Опрессование, спекание и последующую обработ.ку давлением 11.Однако вследствие недостаточной активностидисперсных порошков легирующих металловне удается получить спеченные иэделия с мак.15симально высоким уровнем механическихсвойств,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффектуявляется способ получения спеченных изделийна основе железа, включающий смешиваниежелезного порошка с порошками легирующихметаллов, прессование, двухстадийное спекание,нагрев, горячую деформацию, закалку и отпуск 121.Недостатком известного способа является введение в исходную смесь порошков легирующих металлов в состоянии поставки, т,е, нассивированных, вследствие чего они обладают недостаточной активностью в процессе спекания, что не позволяет получать спеченные изделия с высокими механическими свойствами.Цель изобретения - повышение механических свойств изделий.Для достижения поставленной цели согласно способу изготовления спеченных иэделий на основе железа, включающему смешивание железного порошка с порошками легирующих металлов, прессование, двухстадийное спекание, нагрев, горячую деформацию, закалку и отпуск, перед смешиванием порошки легирующих металлов подвергают механическому активированию путем измельчения до 1/10 - 1/30 размера частиц порошка железа.Порошки легирующих металлов измельчают в диспергаторе до размера 1/30 - 1/10 (0,003 - 0,01 мм) частиц порошка железа, после измель.882702 ВНИИПИ Заказ 10056/14 Тираж 872 Подписное Филиал ППП йщатентбг У.ород ул Проектная чения до заданного размера поверхностные слои 1 частиц обладают повышенной дефектностью кристаллического строения, вследствие чего повышается их активность, После смешиваши с порошком железа и пластификатором прессуют заготовки при давлении 2 - 5 т/см, ко торые снекают сначала при 800 - 850 С в течение 2 ч, а затем при 1250 - 1300 С в течение 3 ч в защитной атмосфере.В процессе спекания происходит активная Диффузия легирующих металлов в железо, что замедляет процессы его рекристаллизации и способствует формированию более мелкоэернйс- той структуры спеченного изделия. Особенностипроцесса структурообраэования при спеканииблагоприятно сказывается также на процессах,происходящих при высокотемпературной термомеханической обработке, что позволяет повысить температуру деформации и улучшить физико-механические свойства получаемых изделий,П р и м е р 1. Легируюшие добавки хромав виде порошка высоколегированной сталиХЗО (средний размер частиц 72 мкм) и молибдена (средний размер частиц 23 мкм) измель.чают раздельно в вибромельнице в среде спирта до размера частиц 10 мкм (1/10 размерачастиц основы). Затем смешивают с исходным,немолотым порошком железа (средний размерчастиц 100 мкм) в процентном соотношении,соответствующем химическому составу стали2 Х 12 М, В полученную шихту добавляют в качестве пластификатора 4%-ный раствор каучукав бензине в количестве 2% и прессуют придавлении 5 т/см, Спрессованные заготовкиспекают при 850 С в течение 2 ч, а затемпри 1300 С 3 ч в защитно.восстановительнойатмосфере диссоциированного аммиака. Плотность заготовок после спекаки составляет90 - 92%. Спеченные заготовки нагревают до950 С, деформируют осадкой со степенью це.формации 30%, закаливают с температуры деформации в растворе каустика, После закалкипроводят отпуск при 200 С в течение 1 ч,В результате получают изделия со следующими свойствами: предел прочности при изгибе140 кг/мм, критический коэффициент интен.сивности напряжений при плоской деформации215 кг/мма/а, полная работа разрушения 0,9 - 1,2 кгм/смэ.П р и м е р 2. По технологическому процессу, указанному в примере 1, изготавливают изделие иэ железного порошка с легирующимидобавками легированной стали ХЗО и молибде.на, имеющими размер 5 мкм (1/20 размерачастиц основы). Давление прессования в этомслучае составляет 3 т/см, Высокотемнературное спекание осуществляют при 1250 С. Свойства полученных изделий следующие: пределпрочности при изгибе 152 кг/мм , критическийкоэффициент интенсивности напряжений при1 О плоской деформации 225 кг/мм , полная работа разрушения 1,3 - 1,7 кгм/см.П р и м е р 3. По технологическому процессу, укаэанному в примере 2, изготавливайтизделие из железного порошка с легируюшимидобавками легированной стали ХЗО и молибдена, имеющими размер 3 мкм (1/30 размерачастиц основы). Свойства изделий следующие:предел прочности при изгибе 160 кг/мм 2, критический коэффициент интенсивности напряжений при плоской деформации 230 кг/мм,полная работа разрушения 1,5 - 2,0 кгм/см.Таким образом, в результате реализациипредложенного способа получают изделия на основе железа с механическими свойствами, на20 - 30% превышающими свойства иэделий ана.логижого состава, полученных известным способом,Формула изобретения Способ получения спеченных изделий на ос.нове железа, включающий смешивание железного порошка с порошками легирующих металлов, прессование, двухстадийное спекание, на.грев, горячую деформацию, закалку и отпуск,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения механических свойств, перед смешиванием порошки легирующих металлов подвергают механическому активированию путемизмельчения до 1/10 - 1/ЗО размера частиц порошка железа,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент, ГДР У 100176, кл. 31 Ь 3/16,1973,2. Бернштейн М. Л Платова С. Н, и др.Механические свойства спеченных материалов,подвергнутых термомеханической обработке,- "Порошковая металлургия", У 11, 1976,5 о с. 75 - 80.