Способ изготовления инструмента для изотермической деформации

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскнкСоцналисткческккРеспублик он 740861(51 явки РЙ рисоелкнени Гавударетееннмй кемнт СССРбликовано 15 680 Б етень22 53) УДК 621.7 .6 (088.8) та опубликования опнс я 18.0 Л. М. Муляквев, СК. Акнфьев, И. А В. С. Виноградова . С. Строев, В. Б И. Борисова(72) Авторы изобретеки мельянов явятель) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОИ ДЕФОРМАЦИИ ческая шта ых сплавов,железной осно руют прн не может ввнопрочности и материала стойкости ин яется повышение я изотермичес кой сивн Изобретение относится к области обработки металлов и других материалов (например, керамических) давлением и может быть использовано при изготовлении изделий различной формы (например, лопаток, дисков турбин)из труднодеформируемых материалов (например, жаропрочных никелевых сплавов) . Известен способ изготовления штампов (матриц) из жаропрочных материалов для О горячей штамповки титановых н жвропрочных сталей и сплавов 1 . При етом заготовки для инструмента подвергают механической обрЮотке. В качестве материала штампов для изотермической штамповки используют жаропрочные сплавы нв никелевой основе.Однако материал, иэ которого изготавливают штампы, не позволяет нагревать их до температуры выше 980 Споскольк при этих температурах происходят интеное разупрочнение материала штампов и деформация их в процессе эксплуатации. И. Юдковский,Иваков, Ю, С. Попова,М. Н. Штуль,В связи с этим изотермовка жаропрочных лопаточнвпример, на никелевой илие, которые обычно деформи1100-1180 С, практическыть осуществлена из эа рдвформируемого материалаштампов, т.е. из-за низкойтрумента. Целью изобретения явлстойкости инструмента длдеформации,Поставленная цель достигается тем,что инструмент изготавливают из гетерофазных молибденовых сплавов, после механической обрабсекн инструмент подвергают хромиттрийалитированню с выдерковами при 400-500 С и 1000-1200 С споследующим силицнрованием, при этомхромиттрийалитирование проводаг в порокковой смеси содержащей хромиттрийалюминневый сплав и галогенид прри следующем. соотношении компсптентов, вес.7: хром.861 4ванне в смеси порошков состава,% 50 .кремния (марки КР=О), 8,5 пеношамотви 1,5 хлороистого аммония при темпервтуре 1100 С, выдержка 10 ч.Изготовленный таким образом штамписпытьввли нв.нрессе для изотермическойдеформации заготовок из жаропрочных никелевых сплавов:мврки Ж 06-КП и ЭП 109при этом штамп и заготовки нагревалидо 1180 С, процесс штамповки велипри 1030-1180 фС. Испытание проводили при удельном усилии нв штампе32-35 кг/мм, штвмп выдержал более2200 штамповок без каких-либо нарушенийгеометрии,П р и м е р 2. Иэ заготовки-пруткаоднократного прессования размером6 100 х 80 мм из молибденового сплавамарки .4605-2, (состав,%: 4,8 Т 120 0,1 С, остальное молибден) путем механической обработки изготовляли плоскийштамп диаметром 95 мм, высотой 60 мми помешали его в контейнер размером150 х 150 х 300 мм с порошкообрвзной смесью,25 состоящей из 99,0% хромиттрийалюминиевого сплава (25%А; 4,5%;остальное Сг) и 1,0,о хлористого аммония.Контейнер загружали в термическую печьпри 450 С, выдерживали 1,5 ч, поднимали50 температуру до 1200 С и выдерживалипри этой температуре 3 ч, после чегопроводили силицирование по режиму, указанному в примере 1.Изготовленный таким образом штамписпытывали нв прессе для изотермическойдеформации заготовок из жвропрочиых никелевых сплавов марки Ж 06-КП иЭП 109,при этом штамп и заготовки нагревалиОдо 1180 С. Процесс штамповки вели прио40 1030-1180 С и удельном усилии наштампе 32-40 кг/мм . Штамп выдержалболее 100 штамповок без каких-либо на-рушений поверхностного слоя. Двльнейшиеиспытания штампа не проводились,45 П р и м е р 3. Брали заготовку-пруток однократного прессования размером6 100 х 180 мм из сплава ВИ-ЗП (состав,%; 0,20 С; 0,6511; 0,20 Т 1;1,3 М); остальное молибден), из нее пу 50 55 3 740иттрийвлюминиевый сплав 95,0-99,8,галогенид Ь,О-О,2,Ингредиенты сплава СР - 1 -АС, являющегося одним из компонентов смеси,должны быть взяты в следующем соотношении, вес.%.Хром 60,0-750Иттрий 0,01 -5,0Алюминий 39,99-200Выдержка при 400-500 фС при хромит.трийалитироввнни вызвана следующими оЬстоятельстввми. При таких температурахпроисходит разложение гвлогенида (хлористого аммония) на хлористый водороди водород, и диффузионное насыщениемолибдена осуществляется не только втвердой фазе, но и через газообразнуюфазу, что кинетически выгодно. С другойстороны, образующиеся газообразные реагецты (хлористый водород и водород)вытесняют иэ контейнера, в котором проводится процесс, воздух (кислород), исоздается нейтральны атмосфера, чтотакже благоприятно сказывается нв свойствах поверхностного слоя заготовок инструмента. При более низких температурах предварительной выдержки реакцияразложения хлористого аммония протекаеточень медленно, что требует очень длительных выдержек, в результате велики. затраты времени нв изготовление инструмента. При более высоких температурахпредварительной выдержки реакция рвзло"жения хлористого аммония протекает оченбурно с выделением большого количествагазообразных реагентов, что приводит кразрушению контейнера,Выдержка при 1000-1200 С при хромРиттрийвлитировании обеспечивает требуемую структуру и глубину покрытия 150170 мкм.П р и м е р 1, Иэ заготовки-пруткаоднократного прессования размером6 120 х 130 мм из молибденового сплаваВМ 6 (состав,%:0,5 Ег;0,25 Т 1;0,20 "0,02 ТО, остальное молибден) путем механической обработки изготовляли плоскийштамп диаметром 100 мм, высотой100 мм. Последний помещали в контейнерразмером 150 х 150 х 300 мм с порошкообрвз.ной смесью состоящей из 98,5% хромигтрийвпюминиевого сплава (32% алюминия0,5% иттрия, остальное хром) и 1,5%хлористого аммония, Контейнер загружалив термическую печь при 500 С, выдерживали 1,0 ч, поднимали температуру до1100 С и выдерживали при этой темпервтуре 5 ч. Затем проводили силициротем механической обработки изготовляли штамп диаметром 90 мм, высотой 150 мм, который помещали в контейнер размером 150 х 150 х 300 мм с порошкообрвэной смесью, состоящей из 97,0 о хромиттрий алюминиевого сппвав (30%Щ 2,0%Я остальное(".г) и 3,0% хлористого аммония. Контейнер загружали в печь, нагретую до 500 С, выдерживали 1 ч, подни 961 6ент использования материала (в 2-4 раза) по сравнению с существующим способом получения этих изделий путем мехе-нической обработки. 5 7408мали температуру до 1000 С и выдерживали при этой температуре 10 ч, послчего провбдилисилицирование по режиму,укаэанному в примере 1.Изготовленный таким образом штамписпытывали на прессе для изотермическойдеформации фасонных деталей (проушины)из сплава ЭП 109 ВД, При этом штамп иозаготовкинагревали до 1180 С. Процессштамповки вели при 1130-1180 С н Юудельном давлении 20-30 кг/мм . Штамп2выдержал более 100 штамповок и находится в хорошем состоянии. Дальнейшиеработы не проводились,Таким образом, испытания показали, Ичто предлагаемый способ позволяет изготавливать штампы с повышенной стойкостью, обеспечивающие осуществление процесса изотермической штамповки труднодеформируемых материалов (например, 20жаропрочных сплавов на никелевой основе)при температурах выше 1000 С, что невозможно осуществить на штампах, изго товленных известным способом.Высокая стойкость штампов, изготовленных предлагаемым способом, при получении методом изотермической деформациидеталей сложной формы, например лопаток иэ жаролрочных никелевых сплавов,позволяет существенно снизить трудоем- ЗОкость (на 20-40%) повысить коэффициформула изобретения 1, Способ изготовления инструмента для иэотермической деформации, включающий механическую обработку заготовок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью цовышення стойкости, инструмент иэготавливаот иэ гетерофаэных молибденовых сплавов, а после механической обработки проводят хромиттрийалитиров ание с выдержками при 400-500 С и 1000 о1200 С с последующим силицированием.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с, я тем, что хромиттрийалитирование проводят в порошковой смеси, содержацей хромиттрийалюминневый сплав м галогенид при следующем соотношении компонентов, вес.%: хромиттрийалюмини,евый сплав 95,0-99,8, галогенид 5,0- 0,2. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент О.ЦА % 3605477,72-342, 1971 (прототип),Составитель Р. КлыковаРедактор Е. Хорина ТехредН. Ковалева Корректор Н. ГригорукЗаказ 3160/32 Тираж 1074 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4