Способ изготовления многослоистых спеченных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2517 А 1 51)5 В 22 Р 7/О ИЕ ИЗОБРЕТ СПИ ТЕЛЬС ми, его уплотняют, осуществляют трехступенчатый нагрев в вакууме до температуры спекания, выдерживают при 280 С в течение 2 ч. при 600 С в течение 3 ч, при 800 С 1 ч, После выдержки при 600 С снижают вакуум, э нагрев до 800 С осуществляют со скоростью 180 - 200 С/ч, Затем спекают при 1130 - 1140 С в течение 3-4 ч и охлаждают заготовку с печью до 8000 С, послечего осуществляют продувку печи инертным газом со скоростью 60 С/мин. Уплотнение можно проводить под действием низкочастотных колебаний. 1 з.п, ф-лы, 2 табл. ОороНедналичи татками этогоещин и низка особа являютс рочность на ра рыв,Цел щин опл разрыв. собу изготовления спеченных изделий, включающему запрессовку металлокерамического порошка, трехступенчатую термообработку с изотермическими выдержками, спекание и охлаждение вначале с печью, а затем продувкой инертным газом, термообработку осуществляют в вакууме 1 10 мм рт,ст. и выше с изотермической выдержкой при достижении 600 С, в течение 3 ч, после чего снижают вакуум и осуществляют дальнейший подьем температуры со скоростью 180 - 200 С/ч и выполняют другую изотермическую выдержку при 800 С в течение 1 ч, окончательную изотефмическую выдержку выполняют при 980 С в течение 2 ч, затем спекают при 1130-1140 С в течение 3-4 ч, после чего охлаждение спечью ведут в ус-ловиях вакуума до 8000 С, а продувку печи п с т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С(71) Воронежский механический завод(56) Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЙ МНОГСЛОИСТЫХ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Сущность: металлокерамический ишок засыпают между металлическими сло Изобретение относится к технологиидиффузионной сваркй металла с металаокерамикой и может быть использовано.дляполучения биметаллических цилиндрических изделий,Известен способ (аналог) изготовления .спеченных изделий, по которому порошокметаллокерамического материала с помощью пресс-формы запрессовывают доористости 5-250 Д в полость цилиндричекой металлической детали, нагревают доемпературы рекристаллизации.Недостатками этого способа являютсядефекты по оплавлению и низкие механиче- .ские свойства соединения металл-металлокерамика.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления спеченных изделий,включающий запрессовку металлокерами-"ческого порошка, трехступенчатую термообработку с изотермическими выдержками,спекание и охлаждение вначале с печью, азатем продувкой инертным газом. изобретения - уменьшение трвлений и увеличение прочности ль достигается тем, что согласно споинертным газом производят со скоростью 60 С в мин,Образование расслоений в металлокерамике является результатом деформационнцх напряжений и влияния разницы сечений двух разнородных материалов при критических скоростях нагрева.Запрессовка металлической шихты сопровождается наличием деформационнцх напряжений, которые не могут релаксировать при быстром нагреве садки и быстром охлаждении, В процессе дальнейшего спекания и охлаждения напряжения начинают проявляться разрушением наиболее ослабленного по прочности материала.Причиной низкого качества сцепления по границе раздела металлокерамика - металл являются поры, сосредотачивающиеся на границе соединения в результате процессов газообразования и газовыделения. Газообразные продукты взаимодействия (кислород, азот, водород) образуются в металлокерамической шихте при ее иэготовленйи, а также при изготовлении заготовок. При высокой скорости нагрева газообразные продукты сгорания, расширяясь в объеме, не успевают удаляться иэ запрессованного объема металлической шихты, оставаясь в материале и на границе соединения, препятствуют диффузии двух материалов. Наиболее интенсивное гаэообразование и газовцделение происходит в интервале температур 650, 800 - 900 С.Легкоплавкая эвтектика образуется в результате воздействия температуры и вакуума на отдельные частички, которые не связаны или слабо связаны в материале прессованием, и представляют собой твердый раствор никельхрома. Эвтектика в виде жидкой фазы проникает по порам под воздействием вакуума, проявляется на поверхность заготовок, обедняя материал металлокерамики легирующими элементами, вызывая оплавления.Процессы термообработки и спекания, помимо чисто структурных изменений, происходящих в материалах, способствуют снятию остаточных напряжений после прессования, изменению физических и механических свойств материала, восстановлению окислов, рекристаллиэации и диффузионной сварке разнородных материалов,Происходящие при термообработке и спекании металлических порошков и разнородных материалов физико-химические процессы подразделяются на несколько стадий: образование газообразных продуктов сгорания и их перемещение на стадии, когда замкнутые поры еще не сформировались, а границы контакта исчезли или существенно сместились; беспорядочное перемещение "фаз пустоты"; дегазация, которой может способствовать высокий вакуум на 5 начальной стадии нагрева; гомогенизация,припекание частичек, сохраняющих индивидуальность; уменьшение, числа и размеров уже сформировавшихся изолированных пор; образование цепочки пор от газообраз нцх продуктов, стремящихся двигаться к линии соединения металл - металлокерамика,Предлагаемый способ запрессовки свибрацией, первоначальный высоковакуумный нагрев с изотермическими выдержка ми, затем быстрый нагрев при сниженномвакууме и медленное охлаждение до крити.ческих температур позволяют исключить брак по трещинам, расслоениям оплавлений и стабилизировать высокий уровень ме ханических свойств.Для определения сравнительных характеристик известных и предлагаемого способов производились соответствующие эксперименты на установке ИМАШС с ис пользованием металлокерамического материала УМБС.Результаты проведения испытаний сведены в табл,1 и 2;П р и м е р. Изготавливали 3-слойные 30 уплотнительнйе заготовки колец из сталимарки ХН 55 МБЮ, пространство между которыми эапрессовывали при уд. давлении 8. кг/мм при комнатной температуредо пористости 3,5 О. При этом эапресовку осущест вляли под воздействйем на детальнизкочастотной вибрации частотой 1,5 - 5,0 Гц в течение 30-45 с.После этого заготовки помещали в вакуумную печь и осуществляли нагрев при ва-40 кууме 1 10 мм рт,ст. с изотермическимивыдержками при Т=600 ОС 3 ч. Дальнейший нагрев производился в вакууме 110 1 - 1 10 со скоростью 180 С/мин. При Т=800 С и выдержке 1 ч и при 980 С в течение 2 ч 45 спекание производили при Т=1135 С в течение 3,5 ч, Охлаждали садку до Т=800 С с печьюа затем в камере охлаждения с продувкой.аргоном со скоростью не менее 60 О/мин. Предлагаемые режимы позволили 50 гомогенизировать структуру с равномерным распределением пор, без оплавления и трещин с компактной линией соединения.Прочность на разрыв при этом составила 17 кг/мм .ф ор мул а и зоб ре те н и я 55 1. Способ изготовления многослоистыхспеченных иэделий, включающий засыпку между слоями металлокерамического порошка и его уплотнение, трехступенчатый нагрев с иэотермическими выдержками до1752517 10 Та 6М е щ мВ гаэообр. средев вакууме мм,рт.процесс тер- Среда охаботкн пандемия Время выдерккимосбр Запрессовка пор Температура спекания,СС Скоростьохэщ мления,оСгч давление, кгlммэ,пористость, Ф Известный 5 750" 770 880-920 980-10201180"1220 В воде 280300 115125 мнн20-25 чин20-25 мин20-25 мин В воде 1280-1500 6-6,5 и Запрессовывает , 1170до пористости5-25 На примере не конкретизируется Известный С печьо до 790-850затеи продувкойаргоном со сйорестьоне менее 60 С/ч 1 101 101 101 10 1 1 О Воздействие 600 вибрацией с"800 частотой 1-5 Гц 9801140 Предлагаемый 3 ч Т и 2 ч 4 ч 180200 е щ вава е ща щам ыееее ее аваев а Табли 8 а 2е еще аееСостояние материалепо границе сварногосоединения (наличиеотслоений оллаелений)-1 Состояние металлокещрамического материала(по наличие треиим, понапрякенияТь . Наличие мест оплавления неталлокерами ческого материала Количество лор, ихплохадь в пределахолифа, мм веще еее ее вге ат еще 80180Наличие трМим Нестное отслоениеОбпве отслоение Нестное оплавленнеОбцев оялазление Поры 10 х 10 мн,Цепочка крупных лор18 х 18Цепочка крупных порпо границе спекьння Известный 1 20-160 Тренин нет Расслоения нет лестное оплавление Иэвестный Оплавлений нетг аРасслоений нет 250350 Трении нет Предлагаемый Пор нет Еггее а и гщ е еще ее ее ваваее в е е ьее е ь Составитель И,ПойменоваТехред М,Моргентал Корректор З.Салко Редактор НЛазаренко Заказ 2721 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 температуры спекания, спекание й охлаждение в начале с печью, а затем продувкой инертным газом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий, трехступенчатый нагрев проводят в вакууме с выдержками при 980 ОС в течение 2 ч, при 600 С в течение 3 ч, при 800 ОС 1 ч, причем после выдержки при 600 ОС снижают вакуум; а нагрев до 800 С осуществляют со скоростью 180-200 С/ч, спекание проводят при 1130 - 1140 С в течение 3-4 ч, охлаждение с печью проводят до 800 С, а продувку инертным. газом осуществляют со .скоростью 5 60 С/мин.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю (ц и й с я .тем, что, с целью повышения плотности, уплотнение проводят под действием низкоча. стотных колебаний.