Износостойкий спеченный материал на основе железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9302 МИТЕТТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ И ДЕТЕЛ ЬСТВ К АВТОРСКОМ(54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЕЧЕННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА(57) Использование: изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении матриц прессформ для прессования металлическихпорошков. Сущность изобретения; износостойкий спеченный материал дополнительно содержит микротальк при следующем соотношении компонентов, мас.о: углерод 0,6- 1,0; медь 1,5-2,1; хром 3,0-5,0; молибден 0.3-0,5: никель 0,4-10; микротальк 0,5-1,5; железо остал ьное, 1 табл. динение Композинные ма, с. 403.(56) Федорченко И.М., Пугина Л,И.ционные спеченные антифрикциотериалы, - Киев: Наукова думка, 19Патент Японии М 12499.кл. 10 3 12, 1968. Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к иэносостойким материалам на основе железа, и может быть испОльзовано при изготовлении матриц пресс-форм для прессования металлических порошков,Известен износостойкий спеченный материал на основе железа,который содержит следующие элементы, мас.%: С 0,2-1: Сг 0,5- 3; Ю 0,5-3: Со 0,5-3: Си 0,5-.3. Материал получают холодным прессованием и спеканием,Недостатком данного материала является то, что он не обладает высокими механическими свойствами и износостойкостью из-за наличия пористости и отсутствия в структуре включений твердой смазки,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является износостойкий материал на основе железа, который содержит следующие элементы, мас,%: С 1,0- 1,5; Сг 1,0 - 5,0: В 0,1 - 1,5; Мо 0,1-0,5: 5 0,1- 0,3; Мп 0,1; Со 3,0: Ге остальное. 5 С 22 С 3844, 33/О Недостатками указанного материала являются невысокие механические свойства и износостойкость. Эти недостатки связаны с тем, что спеченный материал не содержит в структуре включения твердой смазки,Цель изобретения - повышение механических свойств и износостойкости спеченного. материала.Поставленная цель достигается тем, что износостойкий спеченный материал на основе железа, содержащий углерод, медь, молибден и никель, дополнительно содержит микротальк при следующем соотношении компонентов, мас. фД:7 глерод 0,6-1,0 Медь 1,5-2,1 Хром 3,0-5,0 Молибден 0.3-0,5 Никель 0,4 - 1,0Микротальк 0,5-1,5 Железо Остальноено с микротальком и никелем, При содержании хрома, никеля и меди менее 3,0: 0.3 и1,5 мас.соответстенно ухудшаются механические свойства спеченного материала,а при более 5,0; 0,52,1 мас,0 структураматериала становится сильно гетерогенная,что отрицательно скаЗывается на стабильности его свойств, а также повышается стоимость шихты,0 П р и м е р. В качестве исходных материалов используют порошки железа маркиПЖрВ 2,200-28 (64,9 - 77,1 мас,0 ), графитамарки ГК(0,6-1,0 мас,%), электролетической меди марки ПМС(1,5 - 2,1 мас,%), мо 5 либдена (0,3-0,5 мас,0 ), нержавеющейстали марки ПХ 17 Н 2 (20-30 мас.). микро. талька МТ-ЭГС(0,5-1,5 мас.), В шихтудобавили пластификатор - стеарат цинка вколичестве 0,5 мас, , Смешивание порош 0 ков проводили в У-образном смесителе втечение 2 ч, а прессование шихты осуществляли на 100-тонном гидравлическом прессе в автоматическом режиме под давлением1000 МПа. Полученные призматические эа 5 готовки размером 10 х 10 х 55 мм спекали впечи непрерывного действия в атмосферезндогэза при 1150 С. Закалку образцовпроводили в специальном эакалочном агрегате в среде эндогаза. Детали нагревали до0 950 С, выдерживали в течение 1 ч и охлаждали в масле. Отпуск проводили в печи при2200 С в течени 2 ч в среде экзотермического газа,. Пористость образцов изучали гидроста 5 тическим методом. Прочность при растяже. нии определяли только на спеченных, атвердость - на приборе ТКМ по Роквеллуна закаленных образцах, Износостойкостьзакаленных образцов изучали в условиях су 0 хого трения под давлением 2 МПа при скорости 1,0 м/с ня машинке СМЦпо схеме"призматический образец-втулка", Втулкаизготавливалась из стали 45, закаленной дотвердости 50 НВС, Испытание в условиях5 трения со смазкой (масло ХМ) проводили. при скорости скольжения 0,5 м/с и давлении 1,5 МПа (15,15 кгйм ).В таблице приведены составы износостойких спеченных материалов на основе0 железа (примеры 1-3), составы. выходящиеза предлагаемые пределы (примеры 4 и 5) исостав известного материала (пример 6), атакже их свойства,Как следует иэ приведенных в таблице55 данных, предлагаемый состав (примеры 13) обеспечивает в сравнении с известным(пример 6) повышение механическихсвойств и износостойкости материала. Привыходе соотношения компонентов ээ предлагаемые пределы (примеры 4 и 5) пориСопоставительный анализ с извес ным позволяет сделать вывод. что предлагаемый состав износостойкого спеченного ма 1 ериала на основе железа отличается введением нового компонента. э именно: микроталька. 5 а также новым соотношением компонентов.Использование микроталька дисперсностью 10 мкм в состэве износостойкого спеченного материала нэ основе железа позволяет частично исключить технологиче скую смазку, например стеарат цинка, из состава шихты, который в процессе спекания полностью улетучивается, увеличивая при этом пористость и, как следствие, снижая прочность материала. Микротальк в со ставе материала улччшает прессуемость шихы, в процессе сггекания он не улетучивается, а напротив равномерно диспергирует в основе материала, не взаимодействуя с матрицей. Наличие микроталька. в составе 2 материала снижает эффективность дегаэации заготовок при спекании и тем самым не допускает образования дополнительной по-. ристости, разрушения контактов металлических частиц, т,е. способствует активному 2 спекэнию, э следовательно повышению механических свойств. Кроме того, микро- тальк, являясь твердой .смазкой, повышает износостойкость материала. Используемый микротальк марки МТ-ЭГСдисперсно стью частиц 10 мкм отличается от обычного талька не только высокой дисперсностъю частиц, но имеет лучшие смазочные своиства, и 10 раз меньшую массовую долю содержания влаги и высокую термостойкость при 3 температуре спекания 1150 С;Оптимальное содержание микроталька в составЕ материала находится в пределах 0,5-1;5 мас., При содержании его менее 0,5 мэс.фпоявляется необходимость повы шения содержания технологической смазки в шихте, что вызывает увеличение пористости изделий и. как следствие, снижение износостойкости спеченного материала, а при более 1,5 мас.0 снижаются как механиче ские свойства. так и износостойкость.Никель в составе материала совместно с микротальком повышает его механические свойства. Однако при его содержании менее 0,4 мас.% ухудшаются механические 5 свойства, э при более 1.0 мас,% - износостойкость сйеченного материала.При содержании углерода менее 0,6 мас,% снижаются механические свойства, а при более 1,0 мас.несколько увеличивается пористость спеченного материала,Хром, молибден и медь оказывают упрочняющее действие на структуру материала. Однако это влияние более сильно выражается при использовании их совмест.1749302 10 гтеереосте 1 снос обратное, нкн 7 юЪоукое Тренер сотраннеснаэкоф коноонентое 1 нас. 2 оронностанрн растнкеннн 1НПа Содефканне Пеннер ннкро- О о Ст Хо О 0,4 о,5 Останк 0,3 з,о 0,0 0,5 З,гз,з 2-3 016 1,5 10Ь1017 520455461173-203 570 555 540 520 200-350 нн 11 11 н0,7 1,0 1,0 1,5 о,з1, 1,6 О, 1,5 0,4 о,5 0,2 0,6О,"0,5 2 з 5 6 4,0 5,0 г,ь 5,г 1;0-5,0 О Ь10 2,10,5 1,З1,1 2,31,0-1,5 3,0е 0,1-0,3 0,1 Составитель А,МамедовТехред М.Моргентал Корректор Э,Лончакова Редактор Н.Яцола Заказ 2567 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. стос"ь материала повышается, а мехаические свойства и износостойкость материала несколько снижаются.Формула изобретения Износостойкий спеченный материал на основе железа. содержащий углерод, медь, хром, молибден, никель, о т л и ч а ю щ и йс я гем, что, с целью повышения механических свойств и износостойкости, Он дополнительно соде жит микротальк при следующем соотношении компонентов, мас,ф:Углерод . 0.6-1,0 Медь . 1,5-2.1 5 Хром 3,0-5.0Молибден 0,3-0,5 Никель 0,4-1.0 Микроталы:, 0,5-1,5 Железо Остальнов