CS257476B1 - Method of thermally workable components production from steel powders - Google Patents

Description

257476

Vynález sa týká .spósobu výroby tepelne spracovatelných súčiastok z ocelových práškov,ktorý sa s výhodou používá na výrobu prášku a súčiastok z něho postupní práškovej metalur-gie .

Prášky, určené na výrobu súčiastok, ktoré majú byť tepelne spracované, obsahujú před-nostně také prvky, ako mangan, chróm a křemík a k tomu vždy uhlík. Je snaha spracovalna prášok, ktorý by sa dalej použil na výrobu tepelne spracovatelných súčiastok postupmipráškovej nunetalurgie aj triesky, vznikajúce pri trieskovom opracovaní liatych ocelí,určených na tepelné spracovanie.

Nedostatkom doterajších iba z výskumu známých spósobov přípravy práškov, vhodnýchna výrobu súčiastok postupmi práškovej metalurgie z róznych odpadov, vznikajúcich pri opra-covaní liatych ocelí alebo aj liatin, pretože žiadny ešt.e nie je zavedený na výrobu súčiastokje, že sa nedaří znížil koncentráciu kyslíka nevyhnutným žíháním tohto prášku na hodnotunižšiu asi ako 1 000 ppm, s výhodou 500 ppm a koncentráciu uhlíka níže 0,1 %. Nízká koncen-trácia uhlíka je nevyhnutná na dosiahnutie dobrej lisovatelnosti prášku a dobrej pevnostivýlisku v nespekanom stave, potrebnej k dalšej manipulácii s ním. Tak napr. lisovánímtlakom 589 MPa by sa mala dosiahnut hustota výliskov 6,4 až 6,7 g.cm \ čiže na úrovninormálnej lisovatelnosti iných práškov. Nízká koncentrácia kyslíka je nutná už v prášku, pretože kyslík je viazaný prevaznena prvky ako mangán, chróm a křemík a ich oxidy lažko redukovatelné. Ich přítomnost v ho--tovej spekanej i zhutnenej súčiastke zhoršuje predovšetkým húževnatostné vlastnosti. Žíhá-nie doteraz sa vykonává v atmosférách obsahujúcich prevažne vodík, alebo endotermickýplyn, čiže ide tu o redukčně atmosféry. Přitom oduhličenie jednotlivých častíc je nerovno-měrné. Menšie sú r.iekedy úplné oduhl-i.čené a váčsie len sčásti.

Uvedené nedostatky sú odstraněné podlá vynálezu spósobom výroby tepelne spracovatelnýchsúčiastok z ocelových práškov, zahrňujúcich výrobu ocelového prášku z triesok, vznikajúcichpri trieskovom opracovaní liatych ocelí, žíhanie prášku, lisovanie súčiastok z něho, spe-kanie a zhutnovanie za tepla, ktorý je charakterizovaný tým, že triesky vznikajúce pri trieskovomopracování liatých ocelí, obsahujúce v hmotnostnej koncentrácii 0,7 až 1,5 % uhlíka, 0,2 až 1,2 %manganu, 0,40 až 1,7 % chrómu, 0,03 až 0,7 % kremíka a ostatok železo okrem znečistenín,sa rozdrobia v stave vzniku alebo po vytvrdení kalením na prášok prevažnej velkosti častícniže 0,315 mm, ktorý má 0,5 až 3 % kyslíka v hmotnostnej koncentrácii, nato sa k práškupridcl práškový oxid železa v množstve 0,5 až 4 % hmotnostných. Táto prášková zmes sa potom žíhá v atmosféře obsahujúcej úplné alebo prevážne vodíkalebo dusík pri teplotě 700 až 1 100 °C počas 0,5 až 8 h. Pro preosiati sa k prášku přidágrafit v takom množstve, aby sa po spekaní dosiahla v súčiastke koncentrácia uhlíka v roz-sahu 0,2 až 1,2 % hmotnostných. 2 tejto práškovej zmesi s obvyklým prídavkom mazadla salisujú súčiastky, ktoré sa potom spekajú pri teplote v rozsahu 1 100 až l 350 °C počas120 až 15 min. v atmosféře rosného bodu nižšieho ako -10 °C obsahujúcej úplné alebo prevažnevodík alebo dusík. Potom sa spekané súčiastky zhutňujú za tepla, a to bud lisováním, kováním,válcováním alebo přetlačováním pri teplote 650 až 1 200 °C. Tým sa vyrobia tepelne spraco-vatelné súčiastky z ocelových práškov.

Hlavnou výhodou spósobu výroby podlá vynálezu je, že umožňuje spracoval doterajšíodpad, napr. triesky po sústružení, vrtaní, hoblovaní alebo frézovaní liatych ocelí uvede-ného chemického zloženia na prášok požadovanej akosti. Táto akosl je charakterizovanálisovatelnosťou, a tým aj potřebnou nÍ2kou koncentráciou uhlíka v porovnaní s jeho koncentrá-ciou v trieskach a nízkou koncentráciou kyslíka.

To umožňuje lisoval a za uvedených podmienok spekal a zhutňoval za tepla strojovésúčiastky, ktoré sa potom pódia koncentrácie viazaného uhlíka v súčiastke podlá přídavkugrafitu či podmienok spekania s výhodou móžu bud napr. cementoval, alebo zušlachťovat podlá

Claims (4)

1. 3 257476 požiadaviek na užitkové vlastnosti súčiastky. Tým sa jednak umožní využitie odpcidnýchocelových triesok, jednak sa zníži cena prášku a tak sa prispeje k váčšiemu uplatneniuekonomicky výhodnej technologie práškovej metalurgie. Spósob je tiež energeticky výhodnějšív porovnaní s výrobou predlegovaných práskov rozstrekovaním roztavených kovov napr. vodou. Spósob podlá vynálezu je možný predovšetkým prídavkom práškového oxidu železa k práškupřed jeho žíháním v množstve, ktoré zabezpečí rovnováhu medzi kyslíkom z oxidov a z práškua uhlíkom v prášku. To umožňuje rýchle zníženie koncentrácie kyslíka a uhlíka v prášku.Súčasne vyredukované makké částice železa, vzniklé redukciou tohto oxidu, sa prispekajúna částice prášku z triesok. Tým sa zlepší ich lisovatelnost, súdržnost výlisku v nespekanomstave a spekavosť systému. Příklad 1 Triesky, vznikajúce pri sústružení liatej oce.le, obsahujúcej v hmotnostnej koncentrácii1 % uhlíka, 0,3 % mangánu, 1,5 % chrómu a 0,3 % kremíka, boli v stave vzniku rozdrobenémletím v gulovom a víbračriom mlýne na prášok, ktorý mal koncentráciu kyslíka 1,5 % hmotnost-ných. K prášku bol přidaný práškový oxid železa Fe2O^ v množstve 2 % hmotnostných. Popremiešaní bola táto prášková zmes žíhaná v dusíku pri teplote 1 050 OC počas 4 h. Prášokpo tomto žíhaní mal koncentráciu uhlíka 0,06 % a kyslíka 0,07 %. z' K prášku bol potom přidaný stearán zinočnatý ako mazadlo a grafit v množstve 0,4 resp.0,8 % hmotnostných. Z práškovej zmesi po premiešaní boli vylisované tlakom 589 MPa tyčkyrozmerov 8 x 15 x 78 mm, ktoré dosiahli hustotu 6,55 g.cm 3. Tyčky boli potom spekanévo vodíku pri teploto 1 250 °C počas 30 min a potom boli kované po ohřeve pri teplote1 050 °C. V kovariom stave tyčky, súčiastky mali hustotu 7,64 g.cm a dosiahli pri přídavkugrafitu 0,4 % medzu sklzu 476 MPa, medzu pevnoti 744 MPa, tažnost 4,1 % a kontrakciu 10,3 %a pri přídavku grafitu 0,8 % medzu, sklzu 537 MPa, medzu pevnosti 757 MPa, tažnost 3,7 %a kontrakciu 7,2 %. Z ocelového prášku, rovnakého základného chemického zloženia, vyrobeného rozstrekovaním predlegovanej kovověj taveniny vodou, spracovaného rovnakým postupom na trhacie tyčky, -3 hustoty 7,75 g.cm , sa dosiahla s prídavkom 0,4 % hmotnostných grafitu medza sklzu 335 MPa,medza pevnosti 549 MPa, tažnost 1,3 % a kontrakcia 3,3 % a pri přídavku 0,8 % grafitu medzasklzu 443 MPa, medza pevnosti 544 MPa, tažnost 4,1 % a kontrakcia 4 %. Výsledky ukazujú, že zo sústružnickych triesok spósobom podlá vynálezu sa vyrobilisúčiastky, ktoré majú vyssie pevnostně vlastnosti, ako z prášku rovnakého chemického zloženiavyrobeného rozstrekovaním vodou. Spósob možno využit v priemysle práškovej metalurgie, s využitím s výhodou napr.triesok z ložiskovej ocele, zloženia ako v příklade 1, ktorých je hromadný rýskyt bezznečistenia t.rieskami z iných druhov ocelí. Spósob možno s výhodou využit na výrobu róznychsúčiastok napr. valivých ložísk, ako krúžky s oběžnými dráhami, priložné krúžky, plávajúcekrúžky, masivně klietky, ale aj iných ako napr. ozubené kolesá, ojnice apod. P R E D Μ E T VYNALEZU

   1. Spósob výroby tepelne spracovatelných súčiastok z ocelových práškov, zahrnujúcivýrobu ocelového prášku z triesok vznikajúcich pri trieskovom opracovaní liatych ocelí,žíhanie takto získaného prásku, lísovanie, spekanie a zhutňovanie za tepla súčiastok vyzna-čený tým, že triesky vznikajúce pri trieskovom opracovaní liatych oceli, obsahujúce v hmot-nostnej koncentrácii 0,7 až 1,5 % uhlíka, 0,2 až 1,2 % mangánu, 0,40 až 1,7 1 chrómu, 0,03 až 0,7 % kremíka okrem znečistenín a ostatok železo, sa rozdrobia na prášok prevažnej velkosti častíc niže 0,315 mm, ktorý má koncentráciu kyslíka v hmotnostných percentách 0,5 až 2 %, potom sa prášok, ku ktorému sa přidá práškový oxid železa v množstve 0,5 až 257476 3 % hmotnostných, sa žíhá pri teplote 700 až 1 100 °C počas 0,5 až 8 h v atmosféře obsa-hujúcej úplné alebo prevažne vodík alebo dusík, potom sa z preosiateho prášku s prídavkomgrafitu a mazadla lisujú súčiastky, ktoré sa spekajú pri teplote 1 100 až 1 350 °C počas15 až 120 min v atmosféře obsahujúcej úplné alebo prevažne vodík alebo dusík rosného bodunižšieho ako -10 °C, potom sa spekané súčiastky zhutňujú za tepla pri teplote 650 až 1 200 °C.
2. 2. Spósob podlá bodu 1 vyznačený tým, ocelové triesky sú rozdrobované v stave ichvzniku alebo v stave po vytvrdení s výhodou kalením. 3: Spósob podlá bodu 1 vyznačený tým, že k žíhanému prášku sa přidá grafit v takommnožstve, aby po spekaní sa dosiahla koncentrácia uhlíka v súčiastke v rozsahu 0,2 až1,2 % hmotnostných.
3. 4. Spósob podlá bodu 1 vyznačený tým, že spekané súčiastky sú zhutftované za tepla budlisováním alebo kováním, válcováním, přetlačováním. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs