Способ получения спеченных изделий из стружки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1)4 В 22 Г 3/1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 241669, кл. С 22 С 33/02, 1967.Кипарисов С. С, и др. Конструкционный материал на основе порошка изстружки стали ШХ 15, полученный горя-чей штамповкой. - Подшипниковая промьппленность. Научно-технический реферативный сборник,вып. 12, М НИИНАвтопром, 1983, с. 12-16,801337194(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТРУЖКИ(57) Изобретение относится к областипорошковой металлургии, к способамутилизации стружковых и шламовых отходов. Целью является повышение плотности и износостойкости, В способеполучения спеченных изделий иэ стружки охрупчивают стружку, механическиизмельчают стружку в порошок, проводят восстановительный отжиг полученного порошка, приготовление шихтыосуществляют введением в полученныйпорошок высушенного шлама в количестве 5-20 мас.7., Прессование заготовкиосуществляют до пористости 30-357, гзаготовку подвергают спеканию ступенчато при температурах 700-750 С, 9501000 С и 1150-1250 С с выдержкой накаждой стадии 0,5-2,0 ч, а горячуюштамповку проводят при температуре1200-1380 С, причем сушку шлама осуществляют в псевдоожиженном слое синертным носителем при температуресушильного газа 120-190 С. 1 э.п. флы, 2 табл.1 133719Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности,к способам утилизации стружковых и шламовых отходов механообработки.с,Целью изобретения является повышение плотности и износостойкости получаемого материала.При использовании крупных порошков (фр. 1,2 мм) из стружки операцию суш-,1 п ки шлама целесообразно осуществлять в псевдоожиженном слое с инертным носителем при температуре сушильного газа 120-190 ОС.Сухой шлам обладает иэ-за наличия 15 в нем остатков СОЖ повышенной формуемостью и прессуемостью и при добавле. нии к порошку из стружки в количестве 5-20 мас.7, служит своеобразным пластификатором, повышая характеристики прессуемости и формуемости шихты. Наличие в нем мелкодисперсных оксидных включений типа 510, Сг 203 ГеСг 0, МпСг 0 в определенном количестве способствует повышению из йосостойкости, кроме этого остатки СОЖ (в сухом виде) служат своеобразной твердой смазкой, снижая коэффициент трения и повышая срок службы материала. Введение сухого шлама в ко- ЗО личествах, меньших указанных, не позволяет обеспечить улучшение формуемости и прессуемости, больших - приводит к ухудшению механических свойств изделий.35Прессование порошковой смеси в иэделия с остаточной пористостью 30-357 обусловлено тем, что при этих значениях открытая пористость способствует удалению остатков СОЖ из материала при спекании. При значениях пористости, меньших заявленных, происходит неполная дегазация материала, что приводит к его вспучиванию, больших - не достигается достаточной технологической прочности холоднопрессовых заготовок. Осуществление спекания последовательно при температурах 700-750, 950 оф 50 1000 и 1150-1250 С и выдержке 0,5 - 2,0 ч при каждой температуре связано с наличием в СОЖ компонентов, разлагающихся в температурных интервалах 700-750 и 950-1000 С, а температурный интервал 1150-1250 С наиболее благоо 55 приятен для протекания собственно спекания, восстановления окислов и начинающегося формирования материала. 2Выбор температуры 1200-1380 С длягорячей штамповки спеченных заготовокобусловлен тем, что только в этом.температурном интервале достигаетсядостаточная для достижения практически нулевой пористости пластичностьматериала.При использовании в качестве основы шихты крупных порошков из стружки,например, стали ШХ 15 фракции 1,21,0 мм целесообразно подшихтовыватьк нему материал, имеющий аналогичнуюкрупность, что достигается проведением операции сушки шлама при 120 -190 С, Только в этом температурномбинтервале осуществляется гранулирование материала с размером гранул 0,5 -1,0 мм.Прессуемость и формуемость порошковых сталей определяли стандартнымиметодами.Способ осуществляется следующимобразом.Порошок из стружки стали ШХ 15фракционного состава 0,63 мм (длясравнения использовался также порЬшок фр. 1,2 мм) смешивается с сухимбезабразивным шламом стали ШХ 15 в определенных пропорциях в лопастномсмесителе, полученная смесь прессуется под давлением 650-700 МПа в брикеты пористостью 30-353, которые спекают и штампуют при заданных температурных режимах, работа уплотненияпри штамповке составляет 250 МДж/мпосле горячей штамповки заготовки закаливают с температуры 850+10 С и отпускают при 150-160 С в течение 2 ч,Механические свойства определялипо стандартным методикам.Испытания на износ проводились намашине трения СМЦ(в режиме сухоготрения) по схеме вал - колодочка,Критерием оценки результатов испытаний служило уменьшение массы образцапосле 3000 м пути,П р и м е р 1Порошок из стружки стали ШХ 15 фракции 630 мкм, переработанный по режиму прототипа, относительная износостойкость материалав этом случае принята за 1007,П р и м е р 2. Тот же порошок,переработанный в материал предложенным способом,Л р и м е р ы 3-5. Порошок изстружки стали ШХ 15 фр. 630 мкм, дошихтованный обкатным шламом стали3 3371ИХ 15 и перерабатываемый предложеннымспособом,П р и м е р ы 6-8. Порошок изстружки стали ШХ 15 фр, 1,2 мм, доших 5тованный обкатным шламом стали ШХ 15и перерабатываемый предложенным способом,Как следует из приведенных втабл. 1 примеров, применение предложенного способа переработки металлоотходов позволяет значительно увеличить характеристики прессуемости иформуемости основы, а также увели- "чить износостойкость материалов в1,2-2,25 раза, повысить эффективностьметода в целом, так как обкатной шламподвергается только операции сушки,а процесс восстановления осуществляется в процессе спекания изделия.Использование температурных режимов сушки в кипящем слое с инертнымносителем позволяет высушить шламовыйпродукт за очень короткое время (14 с ), практически не окисляя допол - 25нительно основной металл и легирующиеэлементы, придать высушенному продукту определенную степень технологических свойств (текучесть) за счетгрануляции, что позволяет также улучшить характеристики прессуемости иформуемости порошковой смеси крупногостружечного порошка и шламовых гранул, так как размер гранул сопоставимс частицами стружки (их размер 0,2351,2 мм при преимущественном размеречастиц шлама 5-10 мкм). Наличие в шихте большого количества дисперсныхчастиц шлама приводит при прессованииизделий к их попаданию в заздр между 944пуансоном и матрицей, что увеличивает энергозатраты и отрицательно сказывается на стойкости пресс-форм,В табл. 2 показано влияние способасушки и ее температуры на характеристики прессуемости и формуемости порошковой шахты по примерам 1-3 в порошок из стружки добавлен высушенный обычным способом (с размерами частиц 5 1 О мкм) не гранулированный шлам, по примерам 4-12 добавлен высушенный в псевдоожиженном слое с инертным носителем гранулированный шлам).Формула изобретения1. Способ получения спеченных изделий из стружки, включающий охрупчивание стружки, механическое измельчение стружки в порошок, восстановительный отжиг полученного порошка, приготовление шихты, прессование и горячую штамповку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения плотности и износостойкости, приготовление шихты осуществляют введением в полученный порошок высушенного шлама в количестве 5-20 мас.7, прессование заготовки осуществляют до пористости 30- 35 Е, а затем заготовку подвергают спеканию ступенчато соответственно при 700-750 С, 950-1000 С и 1150 - 1250 С с выдержкой на каждой стадии 0,5-2,0 ч,2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сушку шлама осуществляют в псевдоожиженном слое с инертным носителем при температуре сушильного газа 120-190 С.Пределы формуемостишихты, г/смз Температура сушки в кипяо шем слое, С 400 700 6,62 6,28 130 6,66 6,31 130 12 130 6,72 20 6,74 6,36 7,04 5,7 120 6,78 6,39 155 6,75 6,35 190 6,51 6,93 120 12 6,57 6,98 5,31 - 7,2 12 6,94 6,52 190 12 6,52 7,1 120 20 1 О 7,8 6,58 20 6,55 7,15 20 190 12 Составитель С. БагроваРедактор К. Крупкина Техред Л.Олийнык Корректор И, Муска Тираж 740 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 4079/12 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 Пример Количествосухого шламав шихте,мас.% 6,0 - 6,855,92 - 6,925,79 - 7,01 5,62 - 7,12 5,68 - 7,08 5,37 - 7,14 5,38 - 7,13 5,15 - 7,21 5,08 - 7,28 5,12 - 7,23