Способ изготовления спеченных изделий на основе железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕспуБлик 70089 С 33/02 2 Р 3/24,(5) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР"Спекание эагоВ 25 000.00028 39е обье ие "Зав иков, К Краутман и ация ЛЗПМ делий", ТИ ая реко товок и низ огр ных печенление темпедение,ки со- струкелий", рами в Известен сных деталей,шихты, прессоратуре 1150 Спричем общееставляет 12-17ция ЛЗПМ "СпТИ йг 25000.00качестве прото ОИЗВОДСТВд щий пригот екание при жку и охла ермообраб логиче ГОТОВО ранны пособ прВключаювание, с, ВЫДЕРвремяч (Техноекание за028). Выбтипа. ская ик и из й авто Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству спеченных деталей конструкционного назначения на основе железа, работающих в условиях средних нагрузок, а также в условиях, когда создаются очаги локального давления, как циклического, так и статического характера.Известны способы изготовления высокопрочных изделий на основе железа (а.с. Ь 405659,М 917907, М 1135550),Недостатками этих способов являются необходимость применения дорогостоящего и дефицитного оборудования для горячей штамповки, образование накалинь 1 при нагреве. а также в некоторых случаях необходимость легирования остродефицитными металлами, например молибденом. 2(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (57) Сущность изобретения: приготавливают шихту, проводят прессование; спекание и нагрев в соляных ваннах со скоростью не менее 150 С/с до температуры 950-1100 С с выдержкой при этой температуре в течение 10-30 мин и охлаждение на воздухе. 2 табл. Недостатком данного способа является кая твердость и прочность деталей, что аничивает их применение в нагруженузлах.Целью изобретения является повыше. ние механических свойств спеченных иэделий на основе железа способом технологичным в условиях серийного произВодствд.Цель достигается тем, что в способе изготовления спеченных изделий на основе железа, включающем приготовление шихты, прессование и спекание, спеченные заготовки подвергают нагреву со скоростью не менее 150 С/с в соляных ваннах до температуры 950-1100 С с выдержкой при этой температуре в течение 10-30 мин, после чего охлаждают на воздухе.Проведение такой дополнительной несложной обработки повышает плотность и механические свойства изделий. При нагреве спеченной заготовки при температуре Выдержки со скоростью не менее 150 С/с происходит интенсификация диффузионных процессов, что приводит к повышению плотности и механических свойств,При нагреве со скоростью менее 150 С/с происходит аналогичный процесс.1770089 Таблица 1 П име ы спеченныйй образец по прототип. номер образцаспеченный образец по прототип . номер образцапредлагаемый способ предлагаемыйспособ спеченный образец по прототипи. предлагаемый способ 7 8 9 10 11 12 6,05 6,04 6,15 6,22 6;15 5,98 б;54 6,70 6,63 687 6.78 6,82 6,62 6,65 6,66 6,73 6,66 6.57 1 2 3 6 5,75 5,93 5,61 5,55 5.79 5,43 13 14 15 16 17 18. 6,21 6,51 6,45 6,46 6,43 6,38 7,01 6,88 6,97 6,84 9,94 6,91 но эффект повышения плотнОсти и механических свойств слабеет. Аналогичный слабый эффект упрочнения наблюдается при нагреве до температуры ниже 950 С. Максимальное приращение плотности и прочности наблюдается при нагреве до 1100 С, после чего наблюдается некоторое снижение механических свойств. Время иэотермической выдержки также оптимизировано в пределах 10-30 минут. При выдержке менее 30 минут дальнейшего их.увеличения не наблюдается. Наиболее целесообразным в производственных условиях является безокислительный процесс нагрева в соляных ваннах, что обеспечивает требуемую скорость нагрева.Ниже приводятся конкретные примеры применения изобретения. Приготавливались опытные шихтовые составы на железной основе, содержащие медь и никель, путем смешивания порошков железа марки ПЖРВЗТУ 14-1-3882-85. меди ПМС.(Гост, 4960-75) и никеля ПНК ОТ 2 (Гост.9722-79), Содержание меди и никеля в шихте находилось в пределах 4,5-5,0 вес.%. Смешивание шихты производилось в смесителе СМв течение 2-х часов, Далее из шихты прессовали образцы для исследования механических свойств и измерения плотности при давлении прессования 6-8 т/см до плотности 5,4 - 6,6 г/см .2 3 Затем образцы сиекали при температуре 1150"С в проходной печи "Енбер" в атмосфере диссоциированного аммиака.При спекании образцы подвергались термообработке и производилось измерение Физико-механических свойств, Нагрев образцов под термообработку производился в соляных ваннах.В табл, 1 приведены примеры измере. ния плотности спеченных образцов марки ЖД 5 Н 5, подвергнутых термообработке порежиму: нагрев со скоростью более 150 С/св соляной ванне до 1000 С, выдержка 15минут; охлаждение на воздухе.5 В табл. 2 приведены примеры применения по предлагаемому способу с изменением физико-механических свойствспеченного сплава ЖДБН 5.Для реализации изобретения не требу 10 ется разработка нового технологическогооборудования или применения дефицитныхматериалов,Применение предлагаемого способа существенно расширит номенклатуру дета 15 лей, которые могут быть переведены наизготовление ио прогрессивной технологиипорошковой металлургии.Приводим расчет экономического эффекта от применения нового способа.для20 изготовления детали "Втулка" ПЭ 1.34.005",используемой в гидроцилиндре экскаваторного погрузчика.Экономический эффект (э) образуетсяэа счет снижения трудоемкости изготовле 25 ния, повышения КИМ с 0,34 до 0,9 и общегоснижения себестоимости. Расчет производится по формуле: Э - (С 1 - С 2) А, где С 1 и С 2- себестоимость базового и нового вариантов, руб/шт, А - годовая программа, шт. Э =30 =(1,81 - 0,80) х 55000 - 55550 руб/год.Фо рмула изобретенияСпособ изготовления спеченных иэделий на основе железа, включающий приготовление шихты, прессование и спекание,35 о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения механических свойств, спеченные заготовки подвергают нагреву со скоростью не менее 150 С/с в соляных ваннах до950-1100 С с выдержкой при этой темпера 40 туре 10-30 мин, после чего охлаждают навоздухе.1770089 Твблица 2 Примеры изменения Физико"механических свойств образков марки НЙ 5 Н 5 (Скорость нагрева 300 ф/сек среде " соляная ванне) ге аеюевю ее е ю Твердость НВ,кгс/ммз юеРенин обработки Плотность г/смз время видарзкн,теипеаратураС после спе" предлакания по гаеиый прототипу способ предлагаеиьйспособ,после спе"кания попрототипу 1 "22 65"73 30 4 1100 5 950Нзвест 210 31-3 0,3-0,4 39-6,4 1"79 Составитель СХарен Техред М.Моргентал ректор М.Петрова Редактор аказ 3699 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь(тиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 1 1000 2 1000 3 1100 м т 641-6 45 6,43"648 631-649 6,32"6,46 642-6 ЬЬ 6,68-6,75 6,62-6,74 6,70-6,81 6,69-678 6,69-680 У 2-87 72-89 69 т 74 71-7671-78