Способ изготовления биметаллических изделий

/О 4 В 22 Г ГОСУД ПОД ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ КОМУ СВИ К АВ ПЬСТВУ ический РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 801987, кл. В 22 Р 7/06, 1981.Патент США Ф 3761257,кл, 75-208, опублик, 1972. ЯО 1206005 А(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающий формирование отдельных частей заготовкипрессованием, их сборку и горячуюобработку давлением, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочности сцепления и упрощениятехнологии, отдельные части заготовки прессуют разной пористости повысоте, а при сборке контакт деталейосуществляют разнопористыми поверхностями.6005 1 5 10 15 20 1 120Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к способам изготовления спеченных биметаллических изделий.Цель изобретения - повышение прочности сцепления и упрощение технологии,Существо способа заключаетсяв том, что односторонним статическимпрессованием формуют наружные ивнутренние детали изделия одинаковойпористости, которая по высоте распределяется неравномерно. Такое распределение пористости, являющееся недостатком порошковых материалов припрессовании, используется при сборкенаружных и внутренних деталей изделия. Сборку производят таким образом,что соблюдено условие контактирование разнопористых поверхностей,т,е. в любом сечении заготовки обеспечивается различная пористость,После сборки заготовку подвергаютгорячей обработке давлением, в процессе которой зоны больших плотностей вдавливаются в зоны меньших плотностей.оНа фиг. 1 изображена биметаллическая спеченная заготовка в сборе; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; нафиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1;на фиг. 4 - биметаллическая спеченнаязаготовка после горячей обработкидавлением; на фиг. 5 - заготовкав сборе с двойным стержнем; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7заготовка после горячей обработкидавлением с двойным стержнем; нафиг. 8 - многостержневая заготовкав сборе; на фиг. 9 - разрез Г-Г нафиг. 8; на фиг. 10 - многостержневая заготовка после горячей обработки давлением; на фиг, 11 - многовтулковая заготовка в сборе; нафиг. 12 - разрез Д-Д на фиг. 11; нафиг. 13 - многовтулковая заготовкапосле обработки давлением.Заготовка состоит из стержня 1(наружная деталь),П р и м е р 1. На гидравлическомпрессе производят одностороннеестатическое холодное прессованиевтулки диаметром 60 мм иэ распыленного порошка быстрорежущей стали(фракция - 0,2+0,1 мм) марки Р 6 М 5под давлением 800 МПа и стержняф=30 мм из порошка конструкционнойстали (фракции - 0,2+0,1 мм) марки 25 30 35 40 45 50 55 40 ХФ под давлением 500 МПа. Обе детали после прессования имеют одинаковую высоту Н=80 мм и пористость в пределах 257 Причем пористость по высоте прессовок распределяется неравномерно; в нчжней части максимально, равное ЗОХ, в верхней части минимально - 157, Такое распределение пористости обусловлено недостатком порошковых материалов при прессовании. Затем осуществляют сборку деталей, причем стержень вкладывают во втулку путем поворота на 180 вокруг своей оси так, что наиболее плотная часть стержня оказывается в соединении с менее плотной частью втулки. Далее заготовки помещают в металлические оболочки нагревают в расплаве стекЭола при 1050-1100 С в течение 0,5- 0,6 ч и производят горячую обработку давлением путем выдавливания.1 Прочность сцепления Т,р поизвестному способу составляет 33-34,по предлагаемому - 36-38 кг/мм приугле конусности 1=1,5-2,0 в осевомнаправлении биметаллического спеченного изделия Р 6 М 5-40 ХФ. Приведенныерезультаты показывают, что предлагаемый способ дает более высокие результаты прочности сцепления,П р и м е р 2, Исходный материалдеталей биметаллического изделияжелезо - медь. На гидравлическомпрессе осуществляют двухстороннеестатическое холодное прессованиевтулки диаметром 60 мм из железногопорошка марки ПЖ 4 М под давлением150 МПа до пористости м 207 и одностороннее статическое холодное прессование двух стержней диаметром 30 ммпод давлением 100 МПа из медногопорошка марки ПМСдо пористости207 Высота втулки Н=80 мм, высотастержня В=40 мм. Сборку осуществляют аналогично примеру 1 с соблюдением условия контактирования раэнопористых поверхностей. При этомв качестве стержня высотой Н=80 ммиспользуют два стержня высотой Н=40 мм каждый. Горячую обработкусборной заготовки ведут по следующему режиму; температура нагрева 800 о850 С, продолжительность нагрева0,5-0,6 ч, Полученное биметаллическое иэделие имеет прочность сцепле"ния р =24-26 кг/мм. Макроаналиэпереходной зоны показывает, что разрушение среза происходит по обоим1206005 щеи иэ порошковых прессовок различныхметаллов, в частности, меди, титана(технология изготовления сборной заготовки аналогична описанной в примере 3) представлены в таблице. Длясравнения приведены так же результатыпрочности сцепления, полученные натех же материалах известным методом.Использование предлагаемого спо О соба упрощает технологию изготовления биметаллических спеченных изделий из разнородных материалов, нетребует сложной оснастки и оборудования, обеспечивает высокую прочностьсцепления деталей изделия и можетбыть использован в производстве биметаллических спеченных изделий инструментального и конструкционного назначения. Распределение псПрочность сцепления ,р , кг/мм Количество прессовокна одну биметаллическую заготовку, шт. Материал сборнойбиметаллической ристости по высоте каждой прессовки, Е заготовки Предлагае- Известмый спо- ныйсоб способ Втулка Стержень Втулка Стержень Н=80 мм Н=20 ммкаждый Втулка Стержень Медь Железо 30-32 27-28 Медь Титан 28-29 24-25 Титан Железо 31-32 24-25 РбМ 5 Медь 32-34 28-30 металлам железа и меди, обеспечивая максимальную прочность сцепления.П р и м е р 3. Аналогичен примеру 2, только вместо одной втулки высотой Н=80 мм используются четыре втулки высотой Н=20 мм каждая (или вместо одного стержня высотой Н= 80 мм - четыре стержня Н=20 мм каждый), полученные односторонним прес- сованием. Такое решение позволяет получить зигзагообразную переходную зону соединения с высокой прочностью сцепления, когда по конструктивным особенностям нежелательно получить конусо- или бочкообразную переходную зону.Результаты распределения пористости и прочности сцепления слоев сборной биметаллической системы, состоя 18-20 15 28-30 18 18-20 20 18-20 18 28-30 20 18-20 25 18-20 15 28-30 18 18-20 20 18-20 15 28-30 18 18-20 20