Способ получения спеченных изделий из латунных порошков

(.2 1 ) ( 2 2 ) ( 4 6 ) (72) (53) (56) У 36 ,Субб ,8)имме Д н овые методом порошкоМеталлургия,ери вой еталлургии, с, 137-145. торское 3991, кл свидетельство СССР В 22 Р 3/14, 1983 ПЕЧЕННЫХ ИЗШКОВтся к порошк сполий иззде изобретения -войств издего т оэднЬициента Изобретение образом. Мед существляют следую Ж ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ С ДЕЛИЙ ИЗ ЛАТУННЫХ ПОРО (57) Изобретение относи вой металлургии, в част собам получения спеченн латунных порошков. Цель повышение механических лий, снижение трудоемко товления и увеличение к использования материала ныи порошок засыпают в шаровую мельницу для усреднения состава и обрабатывают в течение 2-3 ч, Одновременно измельчают медно-цинковую лигатуру в течение 6-8 ч, Измельченные по - рошки меди и медно-цинковой лигатуры смешивают в течение 2-3 ч. После смешения формируют заготовки с пористостью 25-307 которые нагревают в восстановительной или защитной атомосфере до 700-750 С. Нагретую заготовку помещают в матрицу, нагретуюодо 400-450 С и экструдируют через отверстие при отношении диаметра отверстия к диаметру прессовки 0,2- 0,5. Перед выпрессовкой матрицу наогревают на 50-70 С выше рабочей температуры матрицы. При изготовлении деталей типа штуцер удлиненную часть штуцера получают из зкструдированной части изделия, а фланцевую часть - . из пресс-остатка, 1 з,п. ф-лы.4 табл.Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения спеченных изделий излатунных порошков,Цель изобретения - повышение механических свойств изделий, снижениетрудоемкости их изготовления и увеличение коэфйициента использованияматериала,Способ осуществляют следующим образом,Медный порошок марки ПМСилиПМСзасыпают в шаровую мельницудля усреднения состава и разрушениякомков. В мельнице обрабатывают 2 Э ч. Одновременно измельчают медноцинковую лигатуру в течение 6-8 ч.В результате измельчения размер частиц порошка достигает 5-20 мкм. Послеизмельчения медного порошка и лигатуры их смешивают в шнековом смесителе в течение 2-3 ч,После смешения Формуют пористыезаготовки в цилиндрических матрицахпри давлении 4-5 10 МПа с тем, чтобыпористость составляла 25-ЗОЕ. Этотинтервал по пористости является необходимым и достаточным, посколькуон влияет на качество прессовок придальнейшей обработке (нагревании взащитной или восстановительной атмосФере), Правильно выбранный интервалпористости позволяет избежать образование "водородной болезни" при нагреве. При пористости меньше 257 в прессовке создается большое количествозакрытых пор, приводящих к взаимодействию водорода с окислами и снижению качества изделий, При пористости выше 307. снижаются прочностныесвойства холоднопрессованных заготовок.После холодного прессования прессовки загружают в печь с контролируемой атмосйерой, В качестве защитнойатмосйеры могут применяться газы:азот, аргон, гелий. В качестве восстановительной атмосферы могут применяться: чистый водород, дисссциированный аммиак, эндогаз, Температура,до которой нагревают прессовку передпомещением в штамп, составляет 700750 С. При нагреве до температурыниже 700 С в результате резкого охлаждения при переносе заготовки изпечи в штамп температура может бытьнедостаточной для предания прессовкевязкопластических свойств, которые40 45 50 55 5102025 30 35 необходимы для интенсивной пЛастической дейормации. При температуре свысше 750 С могут произойти негативные явления оплавления прессовки, окисления при контакте с воздухом, перегрева пресс-блока и др, Нагретую прессовку помещают в пресс-блок, температуру которого поддерживают в пределах 400-450 С, Для получения качественных изделий на всем протяжениипроцесса горячего прессования необходимо стабилизировать температурупресс-формы.При температуре стабилизации ниже 400 С происходят явления переохлаждения очагов деформации прессовки при горячем прессовании и появления горячих трещин на изделиях, а при темпес,ратуре выше 450 С довольно заметно изнашивается оснастка, Температурная стабилизация может производиться нагревательным устройством в совокупности с охладителем, например водяным. После переноса заготовки в прессформу производят прессование через открытую матрицу, т,е. экструдируют. Экструдирование дает возможность получать изделия удлиненной йормы с повышенными прочностными и Физическими свойствами, в связи с тем, что в результате экструдирования порошковые частицы при скольжении друг относительно друга крепко свариваются, образуя прочную и плотную структуру. Таким образом получаются повышенные прочностные свойства по всей длине прессуемого изделия Длина экструдированной части при этом не ограничивается, Однако для этого необходимоправильно выбирать интервал отношения диаметров прессовки и отверстия,через которое производят экструдирование, При соотношении осе ,0,2сдп ес,отверстие слишком мало для того,чтобы обеспечить при данной пластичности экструдируемого материала полнотупроцесса дейормирования, За счетвнутреннего трения в порошковом телепри указанном соотношении пластическое течение через отверстие можетвообще не наступить.ст В,При соотношении --О, 5 э к с тс пресрудирование теряет свои положительные качества в связи с тем, что диаметр отверстия становится чрезмернобольшим, и в середине изделия могут35 з 13409появиться неуплотненные места, которых не коснулась пластическая деформация материала,После экструдирования прессуемое5иэделие за счет сцепления со стенками матрицы, в особенности при отсутствии высокотемпературной смазки,схватывается с матрицей и для выпрессовки в этом случае требуется большое усилие, в некоторых случаях пре -восходящее усилие прессования, Дляоблегчения выпрессовки резко нагре, вают матрицу, при этом стенки матрицы расширяются и отстают,от прессовки.В этот момент прикладывают усилиевыпрессовки, которое составляет 0,1 -0,15 от усилия прессования, Нагревпресс-формы производят на 50-70 С выше температуры, при которой работаетматрица во время горячего прессованияоПри нагреве ниже 50 С не достигается эффекта скачкообразного расширения матрицы, а при нагреве выше70 С прогревается само изделие, и засчет собственного расширения изделияне производится раскрытие стыка между прессовкой и матрицей. Выпрессован-ЗОное изделие охлаждают и подвергаютокончательной обработке. При изготовлении деталей типа "штуцер" с удлиненной и фланцевой частями удлиненную часть штуцера получают из экструдированной части изделия, а фланцевую часть - из пресс- остатка,П р и м е р, Берут порошок ПМС40 и усредняют его в шаровой мельнице при следующих режимах: диаметр барабана 200 мм; объем 6000 см; скорость вращения барабана 58 об/мин.Применяют следующие соотношения: 45 объем шаров объем шаров объем барабанаф объем порошка3; диаметр шаров 5-10 мм; усреднение проводили в течение 2-3 ч.Медно-цинковую лигатуру используют по ТУ 4808-418-70.Измельчение лигатуры проводят в шаровой мельнице с теми же параметрами в течение 6-8 ч.Смешение медного порошка и измельченной медно-цинковой лигатуры (размер частиц этих порошков составлял 5-20 мкм) производят в шнековом смесителе в течение 2-3 ч. Полученный порошок формуют в прессовке Ф 40 мм и высотой 25 мм. Прессовки взвешивают и отношением плотностей пористой заготовки и компактного материала определяют пористость,которая находится в пределах 257, Нагрев прессовок производят в печиСТН 1,1-2,5 М 15 в среде аргона до730 С. Выдерживают при этой температуре 1-2 мин, Одновременно производяттемпературную стабилизацию прессформы, В начале процесса прессованияее нагревают электроподогревом, а впроцессе самого прессования ее охлаждают посредством водяного охлаждения.Температура при этом постоянно контролируется и поддерживается равной450 С.После нагрева прессовки ее помещают в пресс-форму и экструдируютпри отношении диаметров отверстия изаготовки, равном 0,35, Затеи скачкообразно нагревают матрицу пресс-формыпутем быстрого увеличения напряжения,подаваемого на нагреватель Послеэтого осуществляют выпрессовку.В табл. 1 представлены механические свойства образцов, полученных изизделий, в сравнении с известными,Свойства получены на цилиндрическихобразцах с соотношением высоты к диаметру, равным 0,65, поскольку статическим горячим прессованием получитьдеталь типа "штуцер" невозможно,Испытания проводили по ГОСТ 1497-61на гагаринских образцах,Как видно из табл. 1, механические свойства полученных иэделий выше,чем по известным технологиям.В табл. 2 приведены данные по зависимости начальной пористости П насвойства полученных заготовок. Остальные параметры процесса были сле 1 оз в,одующими: Т = 450 С; -- = 0,35;аваг,Тв г = 730 Съ В табл. 3 приведены данные по зависимости температуры нагрева прессовки Т, на свойства получаемыхзаготовок, Остальные параметры прооцесса были следующими: Тр = 450 С;датв,--- = 0,35; П = 257.,айаг,В табл. 4 приведены данные по заО отв.висимости отношенияна свой 1 зог,Способ изготов-г/см б,кг/мм 8 % а, кг/мм5 я 2 ления (10 МПа) (10 ИПа) 8,6 Заявленный 38,0 17,2 45-60 36,0 18,0 38-50 38,1 18,4 40-54 38,8 18,0 40-55 8,6 8,61 8,65 Прокат по ГОСТ1019-47 8,65 31,0 52,0 53 Прототип (горячее прессование в закрытой форме) 8 в 5 35 6 15 0 60 Таблица 2 Показатель П, % Г 1 28 30 35 20 у, г/см , кг/мм Расслоение 8,63во времяэкструзии 36 8,65 Заготовка после хо 8,61 38,138,4 лодногопрессования рассыпалась 8, % 18,4,17,5 18,2 5134 ства полученных заготовок, Остальные параметры процесса были следующие: Т = 450 С; Т,= 730 С; П = 25%.Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить механические свойства получаемых изделий. Прочность на разрыв повышена на 10-12%, увеличена плотность, За счет снижения твердости материала при уменьшении относительного удлинения улучшена обрабатываемость резанием. В 2-3 раза уменьшена трудоемкость изготовления изделий по сравнению с механообработкой. Коэффициент использования материала увеличен при этом с 0,4-0,5 до 0,9-0,95. формула изобретения 1. Способ получения спеченных изделий из латунных порошков, включающий измельчение медного порошка и медно-цинковой лигатуры, смешивание,0904 внагрев, горячее деформирование в матрице пресс-формы и выпрессовку, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических свойств 5изделий, снижения трудоемкости ихизготовления и увеличения коэффициента использования металла, перед горячим деформированием из порошка формуют заготовки пористостью 25-30%,нагревают их в восстановительной илиозащитной атмосфере до 400-450 С, стабилизируют температуру матрицы впределах 400-450 С, а горячее дефор мирование проводят экструзией черезотверстие в матрице при отношениидиаметра отверстия к диаметру прессовки О, 2-0,52. Способ по п,1, о т л и ч а ю - 20 щ и й с я тем, что при.изготовленииизделия типа штуцер удлиненной формыс фланцем удлиненную часть штуцераполучают из экструдированной части,а фланцевую - из пресс-остатка.Таблица 11340904 Таблица 3 оТ С Показатель г/см 8,6 Экструзияне происходит 8,65 Заготовка 8,61 сплавилась вф кг/мм10МПа 3811 38 е 5 38 и потерялаформу 3, Е 17,5 18,4 18,2 Т а б л и ц а 4 1 ото /1 ъаг Показатель 0,150,2 0,35 0,5 0,55 г/см Экструзия 8,61 8,65 8,60 7,80не проис- ходит б, кг/ммг 10 МПа 38 в 80 38 э 40 38 в 00 26 фО 18,20 18,50 14,30 Составитель С.БагроваРедактор М.Товтин Техред М,Ходанич Корректор Г. Решетник Заказ 4383/16 Тираж 740 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5