Шихта для получения спеченного композиционного материала на основе железа

(9) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1 192 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 80 ЕСОТЗР."ь план:ейеЩ; 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКО ится к порошковои и к шихтам для полпозиционного мате- использовано при конструкционного я получения.спечен материала, котораяас.% 0,8- 1,5 0,8 - 1,0 Остальное. нной шихты является ь при прессовании выталкивания преспо технической сущявляется шихта, со 0,650,5до 5,0До 5,0,(21) 4815853/02(56) Порошковая металлургия и напыленныепокрытия, М,; Металлургия, 1987, с. 298,РЖ "Металлургия", 1975, М 3, реферат3 Г 440,Изобретение относметаллургии, в частностучения спеченного комриала, и может бытьизготовлении изделийназначения.Известна шихта длного композиционногосостоит из порошков, мГрафитСтеарат цинкаЖелезоНедостатком указанизкая технологичностиз-за высокого усилиясовок из матрицы.Наиболее близкойности к изобретениюдержащая, мас,%ГрафитСтеарат цинкаМедьНикель 5 В 22 Г 1/00, 3/02, С 22 С 33/О(54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННО ГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА(57) Сущность изобретения: шихта содержит, мас.%; графит 0,8-1,0; паста водная закиси меди 0,9-3,6; окись никеля 0,05 - 0,02: этиленгликоль 0,1-0,4; паста "Сюрприз" 0,0015 - 0,006; остальное железо Шихта характеризуется повышенной технологичностью,Недостатком указанной шихты является невысокая технологичность при прессовании (высокие усилия выталкивания прессо-вок из матрицы). Это связано с тем, что Я шихта содержит технологическую смазку (стеарат цинка) в количестве 0,5 мас.%. Такое количество стеарата цинка недостаточно для снижения усилия выталкивания прессовок из матрицы. При повышении со- Фь держания его ) 0.5 мас,% резко увеличивается дополнительная пористость заготовок, Я следствием которой является снижение ф прочностных свойств спеченного материе-р ла,Цель изобретения - повышение технологичности шихты для получения спеченного композиционного материала,Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения спеченного композиционного материала, содержащая углерод, никельсодержащие компоненты и пластификатор, в качестве никельсодержащего компонента шихта содержит окись никеля, в качестве медьсодержащего компонента -10 15 20 30 35 40 45 55 водную пасту закиси меди, а в качестве пластификатора - этиленгликоль и пасту "Сюрприз" при следующем соотношении компонентов, мас,%:Графит 0,8-1,0 Водная пастазакиси меди 0,9-3,6 Окись никеля 0,005-0,02 Этиленгликоль 0,1-0,4 Паста "Сюрприз" О,0015 - 0,006 Железо Остальное Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что состав шихты для получения композиционного спвченного материала отличается введением вместо технологической смазки-стеарата цинка новых компонентов, а именно водной пасты закиси меди, окоси никеля, этиленгликоля и пасты "Сюрприз". а также новым соотношением компонентов. Анализ известных составов шихт для получения спеченных материалов показал, что введенные в шихту вещества (водная паста закиси меди; окись никеля, этиленгликоль и паста "Сюрприз".) в практике порошковой металлургии не применяются. Однако известно их применение в различных областях, Например, водная паста закиси меди применяется в качестве припоя, этиленгликоль - в химической промышленности, а паста "Сюрприз" испол ьзутся как моющее средство. Добавка этих компонентов в порошковую шихту в качестве технологической смазки и легирующих компонентов, и достижение при этом снижения усилия выталкиванйя прессовок из матрицы (повышение технологичности шихты) не известно. Таким образом, данный состав компонентов шихты придает спеченному материалу новое свойство.Использование в составе водной пасты закиси меди в количестке 0,9-3,6 мас.% позволяет заменить технологическую смазку, например стеарат цинка, и легировать основы материала медью. В процессе спекания происходит химическое взаимодействие восстановительной среды и оксидной пленки закиси меди, приводящее к их уничтожению. В результате этого активизируется миграция атомов металла к контактным участкам не только по поверхности, но и в объеме, поскольку возникающая повышенная дефектность поверхностных кристаллов распространяется вглубь частиц и облегчает обьемную диффузию атомов, а тем самым и объемную деформацию частиц. Активное спекание прессовок приводит к образованию твердового раствора меди в аустените,способствующего повышению механических свойств материала. При содержании в шихте водной пасты закиси меди менее 0,9 мас,% повышается усилие выталкивания прессовок из матрицы, Повышение содержания водной пасты закиси меди более чем 3,6 мас.% приводит к увеличению воды в шихте, а следовательно, и в прессовках, в результате чего снижается технологичность шихты,Окись никеля в количестве 0,005-2,02 мас.% оказывает аналогичное закиси меди упрочняющее действие на материал в процессе спекания. Однако при нарушении интервала его содержания 0,005-0,02 мас.% ухудшается технологичность шихты. Этиленгликоль в шихте в количестве0,1-0,4 мас.% играет роль технологической смазки и тем самым улучшает прессуемость шихты; При нарушении этого интервала снижается технологичность шихты,Паста "Сюрприз" в составе шихты выполняет аналогичную функцию как этиленгликоль. Вместе с тем, онапредотвращает сегрегацию компонентов шихты, Оптимальным содержанием пасты "Сюрприз" в шихте является 0,0015-0,006 мас.%,Оптимальное содержание графита в шихте находится в интервале 0,8-1,0 мас,%. При содержании менее 0,8 мас,% графита в. шихте, усилие выталкивания прессовок из матрицы возрастает, а увеличение содержания графита в шихте более 1,0 мас,% ведет к образованию в структуре цементита, который повышает хрупкость изделий,П р и м е р. В качестве исходных материалов иСпользованы порошки железа марки ПЖР В 200-28-28, ГОСТ 9849 (95 - 98,2.%), графита марки ГК-З, ГОСТ 98295-73 (0,8- 1,0%), паяльная паста (1,0-4,0%), содержащая водную пасту закиси меди 1 сорта, ТУ 48-6-60-76 (89,35%), окись никеля, ГОСТ 4331-76 (0.5%), этиленгликоль, ГОСТ 10964- 75 (10%).и пасту "Сюрприз", ОСТ 6-15 - 543- 75 (0,15%). Смешивание компонентов шихты приводили в У-образном смесителе в течение 1,5 ч, а прессование образцов осуществляли на 100 т гидравлическом прессе в автоматическом режиме под давлением 1000 МПа, Полученные призматические заготовки размером 10 х 10 х 55 мм спекали в печи непрерывного действия в атмосфере эндотермического газа при 1150 С.Усилие выталкивания прессовок из матрицы изучали на прессе ГПпутем максимальной нагрузки при выпрессовке.В таблице приведены составы шихт для получения спеченного композиционного материала (примеры 1-3), составы, выходящие за заявленные пределы (примеры 4-5),состав известной шихты (пример 6), а такжеих технологичность.1747243 Состэем и тееюйечнеств аеас дм ерлученвв ееачееае ВЮФЕЮЗицнОЮИОГФ НЗМЗюэ 1 ЭСоставитель Н,ЯкушевиТехред М,Моргентал ректор МЯо едактор И.Касар каз 2461 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Как следует из приведенных в таблице данных предложенный состав шихты (примеры 1-3) обеспечивает в сравнении с известным составом(пример 6) снижение усилия выталкивания формовок из матрицы (повы шение технологичности вихты), При выходе соотношения компонентов щихты за заявленные пределы (пример 4-5) технологичность снижается.. 10Формула изобретенияШихта для получения спеченного композиционного материала на основе железа, содержащая графит, никельсодержащие и медьсодержащие компоненты и пластифи катор,отличающаяся тем,что,с целью повышения ее технологичности, в качестве никельсодержащего компонента шихта содержит окись никеля, в качестве медьсодер- . жащего компонента - водную пасту закиси меди, а в качестве пластификатора - . этиленгликоль и пасту Сюрприз" при следующем соотношении компонентов, мас.Графит 0,8-1,0 Водная. пастазакиси меди0.9-3,6 Окись никеля 0,005-6,02 Зтиленгликояь . 0,1-0,4 Паста "Сюрприз" 0,0015-0,006 Железо Остальное