Способ изготовления комбинированных спеченных изделий из разнородных материалов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ СоветскнкСоцналнстнческнаРеслублнк и 942888(53)М, Кл. В 22 Е 7/02 3 ЬордерсткввыЯ квинтет СССР во долам вэобрвтекиЯ н отврыткЯ(71) Заявнтель Ереванский политехнический институт им. Карла Маркса(54) СПОСОБ ИЗГОГОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам из готовления комбинированных изделий из разнородных материалов, и может быть использовано для получения спеченных5 биметаллических иэделий.Известен способ изготовления дву- слойных спеченных иэделий, включающий послойную засыпку порошка в пресс-форму, совместное прессование слоев и спе- о канне 1 .Недостатком способа является трудоемкость контроля толщины и однородности формуемых слоев из-оа различия насып ных плотностей исходных металлических порошков.Известен также способ изготовления составных спеченных иэделий сложной формы, включающий раздельное прессование деталей, их спекание, механическую 20 обработку для выполнения элементов соединения в виде скошенных выступов и выемок, помещение в места соединений припоя или других соединительных элемен 2тов, сборку и окончательное соединениедеталей в составное изделие. Способ позволяет получать изделия с высокой прочностью и надежностью соединения деталей 2Недостатком способа является высокая трудоемкость процесса, связанная со слож постыл механической обработки контактных поверхностей спеченных деталей.Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления комбинированных спеченных иэделий из разнородных материалов, включающий раздельное прессование деталей из разных по составу порошков, сборку, спекание и горячую обработку давлением путем осадки в штампе, Способ обеспечивает получение изделий с плотностью до 98% 3Недостатком способа является то, что при изготовлении изделий из деталей на основе порошковых материалов, имеющих значительйую разницу осадок при спекании нарушается целостность сборной заготовкиПрочность сценления,Гср кгlмм 30 -32 30-32 28 -30 20-30 22-27 20- 26 3 9428и снижается прочность сцепления слоевмежду собой, Кроме того, известный способ является трудоемким, поскольку требует проведения спекания и использованиев связи с этим дополнительного оборудования.11 елью изобретения является упрощение процесса и повышение прочности соединения изделий иэ материалов с различной величиной усадки. 1011 ель достигается тем, что согласноспособу изготовления комбинированныхспеченных изделий из разнородных материалов, включающим раздельное прессование деталей изделия иэ разных по составу порошков, сборку и горячую обработкудавлением, прессование деталей проводятдо пористости 30 -40 , а после сборкиосуществляют совместную допрессовкудо пористости 15 -20 , причем обработку давлением ведут путем выдавливания.Существо способа заключается в том,что двухсторонним статическим прессованием формируют детали наружной и внутренней частей пористостью 30-40 . Детали формируют одинаковой высоты, производят их сборку и совместно допрессовывают до пористости 15-20% с последующей обработкой давлением путем выЗОдавливания, осадки или прокатки.На фиг, 1 показана сборка деталейпористостью 35 40% перед допрессовкой; на фиг. 2 - сборка деталей последопрессовки; на фиг, 3 - комбинированное изделие после выдавливания,На фиг. 1, 2 и 3 показано взаиморасположение деталей изделия; где 1 -внешняя деталь - втулка, 2 - промежуточный слой из молибденового порошка,ао3 - внутренняя деталь - стержень.Исходным материалом в способе являются разнородные пары металлическихпорошков, например, железо - титан марок ПЖ 4 М (ПТЭМ) с соотношениемобъемов в свободно насыпанном состоянии Как видно из таблицы, при уменьшении рюницы между пористостью после прессования и после допрессовки наблюдается снижение прочности сцепления. При соче З таниях 20-+15% и 20-+20% прочность сцепления резко снижается с получением нестабильных свойств. 88"ге (т = 1,7; железо - медь марок ПЖ 4 М-(ПМСс соотношением объемов1 и /ц =0.88. Поессование деталей до пористости 30-40% в сочетании с последующей допрессовкой до пористости 15-20% обеспечивает высокую прочность сцепления слоев послеобработки давлениПрессование до пористости выше 40% не обеспечивает получение прочной сборки перед допрессовкой. При пористости ниже 15% в процессе допрессовки резко увеличивается давление прессования и выпрессовки, происходит значительный наклеп и образование на поверхности заготовки микротрещин, Кроме того, допрессовка до пористости 15 - 20 обеспечи вает после обработки давлением требуемый эффект получения прочного соединения.П р и м е р 1. На гидравлическом прессе производят двухсторонее статическое холодное прессование втулки ф 60 мм из порошка железа марки ПЖ 4 М под давлением 150 МПа и стержня ф 30 мм из порошка титана марки ПТЭМдавлением110 МПа, Прессование осуществляют допоцистости ф ф 30 . Получают детали высотой 80 мм. На стержень наносят слой (толщиной порядка 40 мкм) молибденово.го порошка. Затем производят сборку деталей, допрессовывают под давлением 750 МПа до пористости 15%, нагревают в защитной среде при температуре 900 о950 С в течение 0,5 - 0,6 ч и проводят выдавливание со степенью обжатия,1 =5. Полученное иэделие имеет практически беспористую структуру, прочность сцепления деталей ьср= 28 - 30 кгlмм . В таблице представлены результаты по прочности сцепления Гс( переходной зоны в осевом направлении для экструдированного изделия из деталей на основе железа и титана при различных сочетаниях пористости прессования и допрессов. ки. П р и м е р 2. Исходный материал деталейкомбинированного изделия медь- титан, Приемы получения деталей и режимы прессования и допрессовки аналогичны по примеру 1. Выдавливание сборки после допрессовки осуществляют по следующему режиму: температура экстру5 9428зии 750 - 800 С, время нагрева 0,5 ч,степень обжатия 1=4, Полученное биметаллическое иэделие имеет прочностьсцепления Ьср = 25 - 27 кгlмм..ФИспользование предлагаемого способа 3обеспечивает технологическую возмож. ность и упрощает технологию процессаизготовления комбинированных спеченныхизделий из разных по составу порошковыхматериалов, имеющих резко отличающуюся остепень усадки при спекании.Способ обеспечивает получение высокой прочности при соединении деталей ине требует проведения отдельной операции спекания, что упрощает процесс и Зможет применяться при изготовлении биметаллических иэделий из разнородныхпар металлов, например, железо - медь,титан алюминий и других,88 Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США % 3795511,кл. 75 - 208, опублик. 1974. 20 2. Патент франции И 1522955,кл. В 22 , опублик.1968. 3. РЖ "Технология машиностроения. 1974, % 9, 9 Б 434.формула изобретения 1, Способ изготовления комбинированных спеченных изделий из разнородных материалов, включающий раздельное прес- сование деталей иэделия иэ разных по составу порошков, сборку и горячую обработку давлением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения про цесса и повьппения прочности соединения изделий из материалов с различной ветчиной усадки, прессование деталей проводят до пористости 30-40%, а после сборки осуществляют совместную допрессовку до пористости 15 - 20%.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что обработку давлением ведут путем выдавливания.942888 Составитель Л, ГамаюноваМ. Товтин Техред Т,Маточка Коррек ошко Подписноетета СССРрытийкаа наб., д. 4/5 14Тираж 852 ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж 35, Раушс Заказ 495