RU1787688C - Способ получени деталей из дисилицида железа - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить стабильность характеристик изделий за счет синтеза однофазного продукта и снижени  его пористости, Шихту, в качестве, которой берут дисилицид железа, прессуют в графитовой пресс-форме при температуре 1373- 1423 К с последующим охлаждением, причем гор чее прессование провод т в интервале температур 1323-1423 К при давлении 10-15 МПа, скорости нагрева 2-5 К/с и скорости охлаждени  0,8-1,6 К/с. 4 табл.

Description

Изобретение относитс  к области порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении износостойких, коррозионных и жаростойких узлов механизмов и машин, работающих в услови х сухого трени , а также в агрессивных средах.

Наиболее близким по технологической сущности к за вл емому  вл етс  способ получени  деталей из дисилицида железа, включающий наполнение графи то вой пресс-формы шихтой из порошков железа и кремни , гор чее прессование при температуре 1373-1443 К. давлени  25 МПа и выдержке 4 мин с последующим охлаждением.

Недостатком известного способа  вл етс  значительна  остаточна  пористость деталей (не менее 8%). Кроме того, однофаз- ность конечного продукта не гарантируетс .

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности свойств за счет синтеза однофазного продукта и снижени  пористости .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе получени  деталей из дисилицида железа, включающем гор чее

прессование шихты в графитовой пресс- форме при температуре 1373-1423 К с последующим охлаждением в качестве шихты используют порошок дисилицида железа и гор чее прессование провод т в интервале температуре 1323-1423 К при давлении 10- 15 МПа, скорости нагрева 2-5 К/с скорости охлаждени  0,8-1,6 К/с.

В результате проведенных исследований не обнаружены технические решени , обладающие сходными признаками, что позвол ет сделать вывод о соответствии за вл емого технического решени  критерию Существенные отличи .

Способ осуществл ли следующим образом .

Ранее полученный порошок дисилицида железа засыпали в подготовленные графитовые формы. Их подготовка состо ла в следующем. Приготавливали пастообразную обмазку, состо щую из порошка нитрида бора, замешанного на глицерине. Эту обмазку наносили кистью на рабочие поверхности пресс-формы и пуансоны, а затем их высушивали в сушильном шкафу. Навески дисилицида железа, обеспечивающие полXI 00 VJ

о

00

00

учение фактически беспористых прессовок диаметром 14 мм, высотой 3 мм, засыпали в пресс-форму и прессовали на прессе гор чего прессовани  при следующих режимах: Скорость нагрева2-5 К/с Температура . 1323-1423 К Давление прессовани  10-15 МПа Скорость охлаждени  0,8-1,6 К/с После прес(Гбвани  детали зачищали на алмазных кругах затем контролировали их фазовый состав и пористость.

Гидростатический контроль пористости получаемых по за вленному способу деталей из дисилицида железа свидетельствовали , что их пористость не превышала 3%.

Оптимизаци  технологического процесса прессовани  порошка дисилицида железа состо ла в исследовании вли ни  температуры (табл. I). Скорости нагрева (табл. И), скорости охлаждени  (табл. Ill) и контактного давлени  (табл. IV) на качество получаемого издели .

Анализ рентгенограмм температурной зависимости фазового состава (табл, I) образцов Рв2 после их получени  гор чим прессованием свидетельствует о том, что ри температуре 1320 К (табл. 1) продукт получаетс  многофазным. Аналогичные результаты получались при температуре прессовани  1430 К. Следует отметить, что дальнейшее повышение температуры прессовани  приводило к плавлению порошка в пресс-форме. Как видно из таблицы 1. при минимальной температуре процесса прессовани  образуетс  двухфазна  система, что подтверждает образование дисилицида через моносилицид железа.

В интервале температур 1323-1423°К образуетс  однофазный дисилицид железа, а при увеличении температуры до 1430 К, по-видимому, начинаютс  процессы диссоциации дисилицида с выделением чистого железа и последующим его окислением.

Анализ результатов эксперимента по вли нию скорости нагрева на качество получаемого материала (табл.2)свидетельствует о том, что при скорост х, меньших 2 К/с в зоне нагрева шихты происходит химическое взаимодействие железа с кислородом воздуха с образованием многофазных структур, и кроме того, значительно увеличиваетс  общее врем  прессовани . В интервале 2-5 .К/с взаимодействие шихты с окружающей средой не наблюдалось - образуетс  однофазный продукт. При скорост х нагрева, больших 5 К/с, из-за температурной инерционности управл ющих систем пресса велика веро тность превышени  оптимальной температуры процесса, что

приводит к плавлению шихты. Скорость охлаждени  после гор чего прессовани  также оказывает заметное вли ние на качество получаемого материала и детали. При скорост х , меньших 0,8 К/с, увеличиваетс  длительность контакта разогретого материала с кислородом воздуха (при этом возможны их химические взаимодействи ). Продукт получаетс  многофазный (табл. 3). Повышение скорости охлаждени  1,6 К/с сильно увеличиваетс  термическое напр жени  и деталь растрескиваетс .

Контактное давление в исследуемом диапазоне оказывало заметное вли ние на пористость получаемого издели  (табл. 4). Как

видно из табл. 4 лучшие услови  прессовани  обеспечены в интервале давлений от 10 до 15 МПа, при этом обеспечивалась наименьша  пористость детали. Повышение контактного давлени  более 15 МПа приводило к выдавливанию в зкой шихты через поры графитовой матрицы и зазоры между пуансоном и стенками матрицы.

Использование за вл емого способа позвол ет обеспечить стабильную технологию получени  практически беспористых деталей из однофазного дисилицида железа с гарантированным составом, свойствами. Кроме того, благодар  применению обмазки рабочих поверхностей пресс-формы и пуансона из нитрида бора удалось снизить температуру до 1373 ± 50 К и давление прессовани  до 10-15 МПа. Это должно обеспечить экономию энергозатрат на процесс прессовани , а, следовательно, его

удешевление.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  деталей из дисилицида железа, включающий гор чее прессование шихты в графитовой пресс-форме с

   последующим охлаждением, отличаю- щ и и с   тем. что, с целью повышени  стабильности Свойств за счет получени  однофазного продукта и снижени  пористости деталей, в качестве шихты используют синтезированный порошок дисилицида желе- за, гор чее прессование провод т при температуре 1323-1423°К и давлении 10-15 МПа, причем скорость нагрева составл ет 2-5 град/с, а скорость охлаждени  - 0.8-1,6

   град/с.

   Таблица 1

   Результаты исследовани  оптимальной температуры гор чего прессовани 

   образцов Fe Si2

   Вли ние скорости нагрева на фазовый состав деталей

   Вли ние скорости охлаждени  на фазовый состав деталей

   Вли ние давлени  прессовани  на пористость деталей

   Таблица 2

   Таблица 3

   Таблица 4