Способ изготовления комбинированных изделий

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 904894(51)М. Кл. В 22 Г 7/06 1 ооударстеениый комитет ио делам изобретений и открыанй(72) Авторы изобретения Ю.Г.Дорофеев,Н,Т,Жердицкий и А.В.Косте Новочеркасский ордена Трудового Красног Знамени политехнический институт им,Серго Ор нинидзе(511) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к порошкокой металлургии, в частности к способам изготовления комбинированных иэделий иэ порошкового и компактного мет алли че ского матери ала,Известен способ изготовления комбинированных изделий, включающий заполнение полости формы из недеформируемого материала металлическим порошком, введение в форму предвари 10 тельно изготовленнои детали выступа из компактного материала, герметизацию, помещение сборки и деформируемый контейнер, нагрев и горячее гидро- статическое прессование, в результате которого осуществляется уплотне 15 ние части изделия из металлического порошка и соединение ее с выступающей деталью 111.Недостатком данного способа явля 20 ется трудоемкость процесса и необходимость проведения после прессования механической обработки по наружной поверхности для удаления контейнера. Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигаемому эффе кту я вляет ся способ из готов.ления комбинированных изделий,включающий формирование порошковойзаготовки, ее нагрев, размещение вматрице штампа, введение в матрицукомпактной детали и последующее соединение порошковой заготовки с компактной деталью путем динамическогопрессования. Согласно этому способупорошковую заготовку и компактную деталь помещают вместе в матрицу такимобразом, что холодная компактная деталь охватывается предварительнонагретой порошковой заготовкой и придинамическом прессовании происходитосадка пористой заготовки, заполнениетехнологического зазора между пористой заготовкой и компактной деталью,после извлечения комбинированногоизделия из ш 1 ампа порошковая заготовка охлаждается и обжимает компакт -ную деталь по принципу горячей посадки 290 ч 89Недостатком такого способа является возможность искажения размерови формы компактной детали и образование облоя, что снижает качествополучаемых иэделий. 3Цел ь изобрет ения - повышение каче ст ва и эделий .Эта цель достигается тем, цтосогласно способу из готовления комбинированных изделий, включающему формирование порошковой Заготовки, ее1нагрев, размещение в матрице штампа,введение в матрицу компактной деталии последующее соединение порошковойзаготовки с компактной деталью путем 15динамического прессования, введениекомп а кт ной дет али о суще ст вляют путем ее внедрения в порош ко вую з аготовку динамической нагрузкой и последующее соединение проводят при передаче давления на компактную деталь.Способ осуществляется следующимобразом,При изготовлении комбинированныхсоставных изделий предложенным споссбом порошковую заготовку получаютлюбым известным приемом, напримерстатическим прессованием из соответствующей шихты до пористости 25-103и спеканием в среде защитного газа ЗОв течение ч 0 мин при 1050 в 11 С.Для получения порошковой заготовкимогут быть использованы порошковыекомпозиции, высокоуглеродистые стали,обладающие высокой износостойкостью,например композиция, состоящая из11- 112/ ФХ 650, 1- 1 29; С, остальноеГе, хорошо работающая в условияхабразивного износа.40Компактную деталь изготавливают из литой стали марок ст,20, ст, 10 ст, чОХ, ст. 5 и других. Компактную деталь получают с точностью, соответствующей 4 классу, и с чистотой45 поверхности по 6 классу.В процессе соединения порошковой заготовки с компактной деталью последняя выполняет роль пуансона и осуще ст вляет уплотнение порош ко вой заготовки.Введение компактной детали в матрицу штампа с размещенной в нем нагре" той порошковой заготовкой осуществляют внедрением в последнюю компактной детали динамической нагрузкой.При изготовлении иэделий с хвостовиком с целью более надежного закрепления хвостовика с порсшковой за 4готовкой на поверхности хвостовика,заходящей в заготовку при прессовании, выполняют продольные и поперечные риски, а для повышения твердостиего термообрабатывают, в частностиподвергают закалке. Полное заполнение полости матрицы осуществляетсяв конце хода пуансона - компактнойзаготовки - и с этого времени засчет горячей посадки образуется нераэъемное соединение обеих частей получаемого изделия. Компактная детальиспользуется для получения толькоодного изделия, оставаясь в нем каксоставная часть,чВнедрение компактнои детали в порошковую заготовку реализуется по двум вариантам: либо частично, когда требуется получить изделия с хвостоя,:ом (вариант 1), либо полностьюдля иэделий без хвостовика (вариант 21 По варианту 1 дополнительно калибруют хвостовик иэделия в полости штампа. Уплотнение порошковой заготовки и прессование осуществляется без скольжения порошкового материала по полости матрицы в направлении приложения нагрузки, что знацительно повышает стойкость матрицы и качество получаемых изделий.На фиг. 1 изображено исходное положение порошковой заготовки и компактной детали, на фиг, 2 - то ве, в момент завершения формования комбинированного изделия (на обеих фигурах - способ по варианту 1).П р и. и е р, Изготовление фиксатора коробки перемены передач зерноуборочного комбайна СК"Нива" (вариант 1) осуществляют следующим образом.Иэ металлического стального порошка прессуют простую по конфигурации, в частности цилиндрическую пористую, порошковую заготовку 1, нижняя часть которой выполнена конусной (50 ), с остаточной пористостью 25-40. Для повышения механической пористости, необходимой для транспортировки заготовки в штамп, последнюю спекают в защитной среде при 1050- 1100 С в течение 10 мин. Перед уплотнением заготовку нагревают в течение трех минут в защитной атмосфере при 1000- 1200 С, а затем быстро устанавливают в относительно холодную матрицу 2 фи г. 1), полость которой полностью соответствует по конфигурации форме5 904894и профилю головки детали. После этоговключают механизм замыкания матрицыи прижим 3 накладывают на верхнийторец матрицы, образуя замкнутую полость у боковых стенок давлением 5Р = 1/3 р, где Р 2 - 8-10 Тс/смЗатем в полость прижима 3 забрасывают монолитную деталь 4 (хвостовик),имеющую комнатную температуру, предварительно полученную иэ литой стали Она металлорежущих станках с чистотойповерхности по 5-6 классу и точностью изготовления по 4 классу, которая располагается на торце порошковой заготовки 1, и с помощью бойка 5 15(Р ) внедряют деталь 4 в порошковуюзаготовку 1, За один рабочий ход оборудования происходит уплотнение.порошковой части иэделия, течение ма отериала в радиальном направлении,заполнение матрицы, а также частичная осадка детали 4 и калибровкахвостовика в полости прижима, Послезавершения прессования в результате 25охлаждения происходит горячая посадка порошковой части иэделия на частьиз компактного материала и образуется комбинированная деталь (фиг. 2).Затем снимают прижим и извлекают из- зоделив. Формула изобретения В процессе эксплуатации зерноуборочного комбайна сферическая часть Фиксатора коробки передач под действием значительных нагрузок быстро изнашивается и выходит из строя. Поэтому Фиксатор целесообразно изготавливать иэ износостойких сталей, Использование стали Г 13 Л для его изготовле в ния затруднено в связи с низкой стойкостью режущего инструмента, применяемого при механической обработке. Данный способ обеспечивает получение изделий с окончательными размерами без механической обработки,Использование предложенного способа позволяет изготавливать фиксатор комбинированным, т,е, сферическую рабочую часть - из порошковой стали Г 13 Л, а хвостовик - из конструкционной литой стали. Это обеспечивает повышение износостойкости детали5 в 1,5-2,0 раза по сравнению с известной, удлиняет срок ее эксплуатации и узла в целом. Кроме того, данный способ исключает механическую доработку, так как заусеницы и облой отсутствуют, а степень точности изделий соответствует 3 классу при чистоте поверхности по 7-8 классу. Способ обесгпечивает упрощение технологии изготов.ления иэделий сложной Формы, повышает стойкость рабочего инструменташтампов динамического горячего прессования, в частности матрицы, таккак по ее полости не происходит сколь.жения уплотняемого материала, значительно сокращает число операций, трудоемкость изготовления уменьшаетсяв два раза, а расход металлана 30/. При необходимости деталь из компактного металла может изготавливаться из материала, имеющего большуювязкость и лучшую обрабатываемость,чем порошковая заготовка, что позволяет легко выполнять различные виды механической обработки в центральной части изделия (получение отверстий в конической шестерне ручной дрели У РДк.002, пазов и т.п,).Способ может использоваться для получения и таких комбин 1 званных деталей, как шаровая опора фрикционногогасителя колебаний тепловоза, цилиндрические мелкомодульные шестерни,например, привода спидометра автомобиля и других,При использовании предложенного способа обеспечивается большая экономия металла, так как отходы металла в стружку отсутствуют. Способ изготовления комбинированных изделий, включающий формирование порошковой заготовки, ее нагрев, размещение в матрице штампа, введение в матрицу компактной детали и последующее соединение порошковой заготовки с компактной деталью путем динамического прессования, о т л ич а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения качества изделий за счет исключения образования облоя, введение компактной детали осуществляют путем ее внедрения в порошковую заготовку динамической нагрузкой и последующее соединение проводят при передаче давления на компактную деталь.7Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3940268,кл. В 22 Е 3/00, 1976.2. Дорофеев Ю,Г. и Шадрин В.И.Получение комбинированных деталей Составитель Л.ГамаюноваТехред А.Бабинец Корректор едактор С.Тимохин лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,каз 221/18ВНИИПпо11303 Тираж осударственно ам изобретениМосква, Ж,904894 8из металлическо о горошка и компакт-.ного материала. Тезисы докладов наХ 11 Всесоюзной научно-техническойконференции по порошковой металлургии. Рига, ЛатИНТ, 1975, с.165167. 52 Подписноекомитета СССРи открытийаушская набд 4/5