Способ получения материала из железа и его сплавов с углеродом

(71) Днепропет институт (72) В.Ю,Карпов и А.В,Толстенко (56) Авторское с И. 908526, кл. В ь Мовски еталлуогическии В.И. Шаповало ство СССРО, 1982,идете 2 РЗ ГОсудАР ст Бе нны Й кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения фильтров, демпферов, катализаторов и т.д,Известны способы получения высоко- пористого железа из порошков, которые включают подготовку порошка, ввод в него разрыхлителей (порообразователей) - парафина, карбоната аммония, хлорида меди или железа и дрпрессование заготовки и спекание,В процессе спекания порообразователь удаляется, а на его месте образуются поры. При спекании заготовок с порообразователями необходимо обеспечить медленный нагоев, чтобы летучие вещества удалились без коробления или разрушения изделий, Таким способом возможно получение пористости на уровне 60 - 700.К недостаткам способа относится необходимость тщательного усреднения исходной смеси порошка железа с порообразователями, возможность загрязнения металла порошка веществом порообразователя, снижение прочности изделия за счет уменьшения контакта металлических(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИА.ПА И 8 ЖЕЛЕЗА И ЕГО СПЛАВОВ СГЛ-;РОДОЦ (57) Сущность иэобоетения; порошок компактирчют под давлением и осуществляют нагрев заготовки в среде водорода пои его давлении 0,04 - 0,15 МПа. Нагрев ведут в режиме термоциклирования, нагревая и охлаждая заготовку со скоросгью 1.5-2,5 К/с в интервале температур 880 - 920 С, 2 табл,частиц, высокие температуры спекзния (1100-1200 С),Окончательные свойства пористого материала устанавливаются при спекании, основная задача которого - увели:ение прочности изделия. Аналогом является способ спекания изделий из порошков ле ированных сталей (а,с, 908526) - после выдержки в защитно-восстанов: тельной атмосф ре при 1250"С предлагается термоциклировать в интервале Асз + (60-70 С) . Агз - (40 - 50 С). Эти операше Приводят к повышению физико-механически, свойств при спекании изделий из порошков,Недостатком способа является невысокая пористость и невозможность его и". - пользования для получения пористых проницаемых изделий,Целью изобретения является получен проницаемых высокапористых г 1 орошковых изделий или заготовок с использованием термоциклирования в интервале температур аллотропических превращений в атмосфере водорода,Поставленная цель достигается те.1, что в момент полиморфных превращений железэ В ср 8 Д 8 ВОДорОДЭ нэблОдэется сгОнтэнное формоизменение частиц,Спекание представляет ликро;:огАче- скиЙ процесс, Оно анэ/Огчо цру 1 м про" ЦВССЭМ ИзмененИЯ ФОРМЫ и, СЛВДОВЭТВЛЬНО, объема дисперсных сАстем, уВхэ.змь Фоомоизменения в условиях высЭких темпера. тур и незначительных нагряжРний весьма рэзн 00 брэзны,В преДлэГэемом ( пособе механизм Формоизменения определяется возникноВением тс Го структуоноэлем та к-к водородонасыщенная з; ь-ела,-.;,)Сущность ИЭОб 188," я состоиГ В том ЧТО В МОМ 8 НТ У - С -,.ЧЕХГЭ НЭ фРОт,. преврэшенив Образуется :",8 тэстэбиьВя ВОДОРОДОНЭСЫЩРННЭЯ ЗОНЭ-"-СЛОА, КОТОРЭЯ вызывает спонтанное форк:Оизмене Ие в Данном случэе малых О:)ъелов, АсхоДэя Олизкэя к сф 8 рическОЙ фог)ма частиц перехОдит В ВолОкнАстуо силь О Ггеое"летРнную структуру. Вместе с изменением стру.туры происходиувеличение пористости.П р и м е р 1, Железный Г;Орошок (содержэние углерода 0,2% С) прессовался в цилиндрическую заготовку длиной 18 и Диаметром 10 мм исход,ВЯ ПОО. Ость ЗЬ%), кОторая помегцйлэсь с ЭВО,лэ 10" СЛР ГЕРМетиЗЭЦИИ ЭГП О ЛЭВа . ".М УЭНЭВ. л и В а л О с 1, . е о б х 0 в и м О е и з б ь:О ч и и 8 Давление Водорода. Телгерстугэ .Онтролировэлэсь ГермОпарой ВР 5/20, Телпера у" НО-СКОРОСТНЫ 8 УСЛОВИЯ ПОДДСРЖИВЭЛИСЬ эвтОмэтиВски; скорость - 1,5-.":.,5 к./с, тем. пературэ - 80092 ОС,П р и м 8 02, ИсходныРОбрзць спекэл В СР 8 Д 8 ОСТРСОСУШВННОГО ВОДОООДЭ:РА ПО" стоян нОЙ температуое 12 ООоооб Эзователь и э рабл Н) и в ежиме термоцикгирОвэния 800 - 920 С. 1 Оедел прочности на сжатие Р) после соответствующей Обработки предстэвлев .я.;. 2,П р и м 8 р 3, Порошок харбенльно 0 железа (О,01% С) прессовэлся в Цилиндрическую заготовку длиной 18 и диэме гром 10 мм, После термоциклирования в иьТервалеотемпераур 800 - 920 С при давлении Водорода 0,1 МПЭ, после 25500 циклов конечная пористость соответс вует результатам5 обработки железа с 0,2% С.П р и м е р 4. Железный ГОрошок(содержание углерода О 2% С) после 100 термоциклов при давлении водорода 0,1 ЧПЭ,скорость нагоева и охлаждения 2 :.с. Ниж 10 нее значенАе интервала циклирования выООЭЛИ ИСХОДЯ ИЗ ГРЭДИЦИОН Н ЫХ МЭТОДОВспека ия,П р и м 8 р 5, Влияние скорости нагрева(у) и охлаждения Ч 0) на изменение пооА 25 стости железнОГО порошка содеожэние уГлеродэ 0,2% С), Т = 800 - 920 С, Р 2 =0,1 1 Па, количество ЦиклОВ - 100)." О р ь;э и 3 0 б р 8 т 8 н и я 1, Способ получения материала из железа и его сплавов с углеродом, преАмущественно порАстого, включагощий омпэкт роваВА 8 порошка под давлением и 35;-,эГрев зэГОтовки в контООлируемой этмосфеРО, О Т Л ИЯ Ю Щ И Й С Я Т 8 М, ЧТО, С ЦВЛЬО ВЕИЧВН.4 Я ПООИС ОСТИ и ПОВЫШВНИЯ ПРОЧНОС ЗЭ СГЧЙТ Т. ЭБфОРМЭЦИИ фоРМЫ МВТИ 1- лических часиц, В качестве 40 контролируемой атмосферы используют водо,рэ при давлении 0,04 - О, 5 ;1 ПЭ, а нагрев 18 Г-, в ре" име термоциклиоовакя нагрРБяя и охгэждая зэГОтовку со скООс "ьО 3,5 ."5 Ос В интервале 800-920 оС45 2. СпосОб пО и. 1, О т л и ч а ю Щ и й с Ят 8 м, ч 0 числО Циклов составляет 25 - 500.1759552 Кол, цикл ОО эО 600 с ы Таблица 2 едлагаемый иМПа с 105 о, К/ г) 2 2,5 3,0орректор Н, Гун ько дак Подписноеобретениям и открытиям приаушская наб., 4/Р мбинат "Патент", г. Ужгород ул.Гага Прои енно-издател каз 3140 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Ж