Способ получения спеченных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБ 2 Р 3/24 ОБРЕТЕ Я ПИ МУ СВИ Н АВТО ЧЕННЬЕ И 0: О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕ 3 ДЕЛИИ(57) Иипор ошко к зобретение относится к областвой металлургии, в частности способам получения спеченных сталей. Целью изобретения является повышение характеристик разрушения, Приготавливают шихту с соединением натрия, прессуют, спекают, а соединение натрия вводят в шихту в виде бикарбоната в количестве 25-457 содержания графита в шихте, при этом спекание проводят с предварительной изотермической выдержкой при температуре 160- 200 С. В случае необходимости после спекания проводят повторные прессование и спекание, а также обработку давлением и закалку с темперутуры(30-50) С, где й - температура закалки для материала, не легированного натрием. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.(30 - 50) С,30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения спеченных изделий,Целью изобретения является повышение характеристик разрушения,Способ осуществляют следующимобразом,Шихту изготавливают смешиваниемпорошков железа, графита, легирующихдобавок и бикарбоната натрия.Введение бикарбоната натрия 25"457от содержания графита обеспечиваетполучение повышенного комплекса характеристик разрушения, так как вуказанных пределах обеспечивает наиболее эффективное образование атомарного углерода и восстановление .:.имеющихся, оксидов вследствие распадабикарбоната натрия при невысоких температурах и образование восстанавливающего газа СО, В результате происходит восстановление оксидов железаи легирующих элементов, и соответственно диффузия углерода в железо,более полное растворение графита иобразование однородной структуры,что повышает характеристики разрушения,Введение в шихту бикарбоната натрия менее 25 Е от содержания графитавызывает неполное превращение графитав атмосферный углерод,Добавка бикарбоната натрия более453 от содержания графита приводитк повышению количества выделенийоксидов натрия, которые охрупчиваютматричный материал,Из приготовленной шихты прессуютзаготовки, которые затем подвергаютспеканию. Выдержка при спекании прио160-200 С необходима для полного разложения бикарбоната натрия.Выдержка при температуре ниже160 С нецелесообразна, так как неопроисходит распада бикарбоната натория, а более 200 С приводит к интенсовному разложению бикарбоната идополнительному окислению железнойосновы и легирующих элементов, чтоснижает, характеристики разрушения,В отдельных случаях для приготовления тяжелонагруженных деталейспеченные заготовки подвергают повторному прессованию и спеканию, адля получения изделий сложной формы -обработке давлением.Для получения высокого уровня характеристик разрушения изделия под 10 1 20 25 вергают термообработке - закалке иотпуску, причем, закалку проводятс темперутуры, определяемой по формуле хгде- температура закалки материала без добавок натрия,Уменьшение температуры закалкив пределах указанных интервалов обусловлено снижением критической точкиА в сплавах, содержащих бикарбонатнатрия.х оТемпература закалки менее-50 Сприводит к неполному сС -превращению, т.е. неполной закалке и ухудшению свойств.оТемпература закалки более-30 Сможет привести к росту зерна, чтотакже ухудшает свойства материала итребует повышения затрат электроэнергии,Проведение закалки внутри указанных пределов обеспечивает повышениехарактеристик разрушения порошковыхсталей.П р и м е р 1. Изготавливают детали "втулка", из которых вырезают образцы для исследования характеристик разрушения. Готовят шихту в составе, мас.7: графит 2; бикарбонатнатрия; железо остальное, путем смешивания 20 мин в лопастном смесителе. Бикарбонат натрия вводят в количестве, мас,Ж: 0,4; 0,5; 0,75; 0,9; 1,0 что составляет соответственно 20; 25;37,5; 45; 50 от количества графита. Затем из шихты прессуют втулки при давлении 600 МПа в стальной прессо форме. Втулки спекают при 1050 С в атмосфере диссоциированного аммиака с предварительной изотермической выдержкой при нагреве при 140, 160, 180, 200, 220 С.При необходимости детали подвергают термообработке: закалке с 740, 750, 760, 770, 780 С и отпуску при 200 С 1 ч, причем температуру закалкио определяют по формуле й=800"(30-50) С где 800 С - температура закалки материала без бикарбоната натрия.По известному способу из материала состава, мас.Е: графит 2; карбонат натрия 1, остальное железо, изготавливают аналогичные детали путем смешивания шихты, прессования и спекания без изотермической выдержки.136629При необходимости детали подвергаютзакалке при 800 С и отпуску при200 С 1 ч.П р и м е р 2, Изготавливают детали "упор" гидроагрегатов сельскохозяйственных машин, из которых вырезают образцы для исследования характеристик разрушения. Путем смешиванияв лопастном смесителе 20 мин приготавливают шихту состава, мас,Е:графит 1; бикарбонат натрия, остальное железо. Бикарбонат натрия вводятв количестве, мас.7: 0,2; 0,25; 0,35;0,45; 0,5, что составляет соответственно 20; 25; 35; 45; 502 от количества графита, Затем из шихты прессуют заготовки детали "упор" при давлении 600 МПа и спекают при 850 С 1 чв атмосфере диссоциированного аммиака с предварительной изотермическойвыдержкой при 140, 160, 180, 200,220 С. Полученные заготовки.доуплотняют при давлении 1200 МПа и спекаютпри 1200 С, При необходимости детали 25закаливают с 770; 780; 790; 800;810 С, причем температуру закалкиьопределяют по формуле =830-(30-50) С,оа затем отпускают при 200 С 1 ч.По известному способу из матерна- З 0ла состава, мас.7: графит 1;карбонат натрия 1, остальное железо,изготавливают изделие "упор путем.двухкратного прессования и спеканиябез изотермическойвьдержки по режимам примера 2. При необходимости заокаливают с 830 С и отпускают при200 С 1 ч.П р и м е р 3. Изготавливают детали шестерня масляного насоса" из 40которых вырезают образцы для исследования механических свойств,Приготавливают шихту состава,мас,Е; графит 0,5; бикарбонат натрия,медь 3; остальное железо. Бикарбонат 45натрия вводят в количестве О, 100;О, 125; 0,1.75; 0,225; 0,250, чтосоставляет 20, 25, 35, 45 и 507 отколичества вводимого графита, затемпрессуют шестерни при давлении 50600 МПа и спекают при 800 С с предварительной изотермической вьдержкойпри нагреве при 140, 160, 180, 200,220 С. Затем заготовки повторно уплотняют при 800 МПа и спекают при1150 С, после чего подвергают холодной пластической деформации придавлении 1000 МПа. При необходимостидетали подвергают термообработке; 3 4закалке с 810, 820, 830, 840 и 850 С, причем температуру закалки определяют по формуле С = 870-(30-50)С, где 870 С - температура закалки материала без бикарбоната натрия, посо ле чего производят отпуск при 200 С.По известному способу изготавливают шестерни масляного насоса иэ материала, мас,7.: графит 0,5; карбонат натрия 1; медь 3; остальное железо, путем двухкратного прессоваЪ ния, спекания без изотермической вьдержки, а также холодной пластической деформации по режимам, аналогич- . ным примеру 3, При необходимости проводят термообработку: закалку с 870 С и отпуск при 200 С 1 ч.П р и м е р 4, Изготавливают детали "шестерня масляного насоса", из которых вырезают образцы для исследования характеристик разрушения. Изготавливают шихту состава, мас.7: графит 0,5; бикарбонат натрия; медь 3; остальное железо аналогично примеру 3. Затем прессуют шестерни под давлением 600 МПа, спекают при 800 С в атмосфере диссоциированного аммиака с предварительной изотермической вьдержкой при нагреве 140, 160, 180, 200, 220 С. Спеченные заготовки подвергают горячей пластической деформации при давлении 800 МПа в штампе с температурой 1200 С. При необходимости детали подвергают термообработке: закалке с 810, 820, 830, 840 и 850 С, причем температуру закалки определяют по формуле г. = 870-(30-50) С, гдео870 С - температура закалки материала без бикарбоната натрия, послео чего производят отпуск при 200 С 1 ч,По способу-прототипу иэ материала, мая.7.: графит 0,5; карбонат натрия 1; медь 3; остальное железо, изготавливают детали "шестерня масляного насоса" прессованием, спеканием без изотермической вьдержки и горячим пластическим деформированием, При необходимости детали подвергают термообработке - закаливают с температуры 870 С и отпускают при 200 С 1 ч.Характеристики разрушения до термообработки (числитель) и свойства после термообработки (знаменатель) по примерам 1-4 и прототипу приведены в таблице.Как следует из приведенных данных, предложенный способ дает воэможность5 1366293 6получить максимальные свойства без рактеристик разрушения, в качестветермообработки: К 7, - в 1,55 раза соединения натрия используют бикарбоибн - в 1,36 раза; А/1 - в 1,35 раза нат натрия в количестве 25-453 отбольше, после термообработки - в содержания графита, а спекание осу 1,44, 1,14, 1,3 раза соответственно ществляют с предварительной выдержкойбольше в сравнении с известным спо- при температуре 160-200 С.собом, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после спеканияФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 10 проводят повторное прессование, спекание и обработку давлением,1. Способ получения спеченных из, Способ по п. 1, о т л и ч а юделий, включающий смешивание метал- щ и й с я тем, что после спеканиялических порошков с графитом и карбо- осуществляют закалку с температурынатными соединениями натрия, прессо на 30-50 С ниже температуры закалкиование, спекание, о т л и ч а ю щ и й- спеченной стали без введения карбос я тем, что, с целью повышения ха- ватного соединения натрия,Свойства образцов из порошковых сталей нологическнеаиетры иэголенив образца Количества вводи мага в шнхту бикарбаната натрия температура иэотер войства материала пе тур кальполнан работа разрушвнил, А/ раметзкостиэруще пре проч кости пр изгибе с надрезом мичес ай в ержк относительноесодержание гра"Фита, Х я, К 26/50 1,11/1,35 1, 15/ 1,38 1, 19/ ,42 1,17/1,41 112/1;36 980/12 О1100/250 Смешивание шихтьпрессованне, спеканне (закелкаотпуск) О75 О 3 130/1280 100/270 990/1230 770 780 гоо/40 2/1,О/1 18 7/1,40 130/280 160/310 200/1350 е пихты 02 не, спеуплот,25 еканне, деФо 5 Смешнвак прессова канне д некие, с холоднан 0 35//62 129/1,54 1,27/1,50 00 84 20 85 33 0,45 0,50 Э 4/58 900/1190 1160/1310 1210/1350 1240/1380 1220/1360 0,96/1,2 1,22/1,4 О. 35/ 40 0,20 . 20 0,25 25 е шихтмнне, спе рачан Сменив анпрессовканне,деФормация 1,28/1,5 ,ЭЗ/1,6 0 81366293 Продолжение таблицы 220 ем З 6 йг 119 О/1 ЗЗ 0 1,2 Ю,Ы 0,90 90 8 З 0 2 Ц 69 6 910/1210 0,98 Р 123 еПрототив (вместо биаарбовата ватраа. ввщитсф 1 Й аарбовата ватряа)Составитель В, НарваТехред Л.Сердюкова Корректор А. Ильин Редактор Н, Горват Тираж 739 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5