RU2031177C1

RU2031177C1 - Charge for preparing structural caked material

Info

Publication number: RU2031177C1
Authority: RU
Inventors: Ханоглан Иман оглы Иманов; Ариф Таптыг оглы Мамедов; Саида Аллахверди кызы Джафарова
Original assignee: Научно-производственное объединение "Баккондиционер"
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: iron-base alloys. SUBSTANCE: charge has low-alloy iron powder of fraction +50--160 mcm containing, wt.-%: nickel 1.4-2.0; copper 1.3-1.7; molybdenum 0.45-0.55, and iron - the rest, and graphite powder of fraction +50--160 mcm. Content of graphite powder in charge is 0.5-2.0 wt.-%, and low-alloy iron powder - the rest. EFFECT: increased density and mechanical properties of pressings and material. 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составу шихты, используемой для получения конструкционного спеченного материала и изделий из него, и может быть применено при изготовлении деталей ответственного назначения. The invention relates to powder metallurgy, in particular to the composition of the mixture used to obtain structural sintered material and products from it, and can be used in the manufacture of parts for critical purposes.

Известна шихта [1] для получения конструкционного спеченного материала, содержащая, мас.%: C 0,40-0,50; Cr 1,0-1,5; Ni 2,3-3,5; Cu 2,5-3,5; Mn 0,7; Si 0,5. Из шихты методом холодного прессования под давлением 700-1000 МПа и спекания при температуре ≥ 1150^оС получают конструкционные изделия.Known mixture [1] to obtain structural sintered material, containing, wt.%: C 0,40-0,50; Cr 1.0-1.5; Ni 2.3-3.5; Cu 2.5-3.5; Mn 0.7; Si 0.5. The batch by cold pressing under a pressure of 700-1000 MPa and sintered at a temperature of ≥ 1150 ^{° C} structural products prepared.

Недостатками известной шихты являются высокое содержание дефицитных легирующих элементов и невысокие плотность и механические свойства при этом спеченного материала. The disadvantages of the known mixture are the high content of scarce alloying elements and low density and mechanical properties of the sintered material.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является шихта для получения конструкционного спеченного материала [2] , содержащая, мас.%: порошок никеля 1,75; порошок меди 1,5; порошок молибдена 0,5; порошок графита 0,4-0,7. Изделия из данной шихты получают путем горячей штамповки пористых заготовок. Closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a mixture to obtain structural sintered material [2], containing, wt.%: Nickel powder 1.75; copper powder 1.5; molybdenum powder 0.5; graphite powder 0.4-0.7. Products from this mixture are obtained by hot stamping of porous preforms.

Недостатками данной шихты являются необходимость проведения спекания при сравнительно высокой температуре не ниже 1220^оС; применение трудоемкого процесса - горячей штамповки простых заготовок.The disadvantages of this charge is the need for sintering at a relatively high temperature of not lower than ^about 1220 C; the application of a laborious process - hot stamping of simple blanks.

Целью изобретения является повышение плотности и механических свойств материала. The aim of the invention is to increase the density and mechanical properties of the material.

Это достигается тем, что шихты для получения конструкционного спеченного материала, содержащая низколегированный порошок железа, содержит низколегированный порошок железа фракции +50- -160 мкм и порошок графита фракции +50- -160 мкм при следующем соотношении компонентов мас.%: Порошок графита 0,5-2,0
Низколегированный железный порошок Остальное.This is achieved by the fact that the mixture to obtain structural sintered material containing low-alloyed iron powder contains low-alloyed iron powder fraction + 50-160 μm and graphite powder fraction + 50-160 μm in the following ratio of components wt.%: Graphite powder 0, 5-2.0
Low Alloy Iron Powder Else.

Использование в составе шихты низколегированного порошка железа и порошка графита определенных фракций позволяет избежать попадания в состав более окисленных мелких порошков низколегированного железа, достичь наиболее равномерного распределения порошка графита в объеме шихты. Минимальный размер частиц порошка низколегированного железа должен быть ≥ 50 мкм, так как при фракции <50 мкм в шихту попадают более окисленные порошки, которые снижают ее уплотняемость и ухудшают механические свойства спеченного материала. При фракции же более 160 мкм материал после спекания приобретает гетерогенную структуру, которая отрицательно сказывается на механических свойствах. The use of certain alloy fractions of a low-alloyed iron powder and graphite powder in the mixture allows one to avoid falling into the composition of more oxidized small powders of low-alloyed iron and to achieve the most uniform distribution of graphite powder in the charge volume. The minimum particle size of the low-alloyed iron powder should be ≥ 50 μm, since when the fraction <50 μm, more oxidized powders fall into the mixture, which reduce its compaction and impair the mechanical properties of the sintered material. When the fraction is more than 160 microns, the material after sintering acquires a heterogeneous structure, which negatively affects the mechanical properties.

Наиболее оптимальный интервал размеров частиц порошка графита находится в пределах +50 - -160 мкм. При размере частиц порошков графита ≥ 50 мкм наблюдается попадание очень мелких его частиц в технологические зазоры пресс-формы, тем самым затрудняется дренажирование газов из прессуемого объема при прессовании. Это приводит к возрастанию давления газов и, следовательно, ухудшению уплотняемости материала. The most optimal particle size range of graphite powder is in the range +50 - -160 microns. When the particle size of the graphite powders is ≥ 50 μm, its very small particles get into the technological clearances of the mold, which makes it more difficult to drain the gases from the pressed volume during pressing. This leads to an increase in gas pressure and, consequently, to a deterioration of the sealability of the material.

При фракции графита более 160 мкм затрудняется его перераспределение в объеме сплава и как следствие усиливается гетерогенность структуры спеченного материала, приводящая к снижению его механических свойств. With a graphite fraction of more than 160 μm, its redistribution in the volume of the alloy is hindered, and as a result, the heterogeneity of the structure of the sintered material increases, leading to a decrease in its mechanical properties.

П р и м е р. Шихта для получения конструкционного спеченного материала на основе железа, содержит низколегированный порошок железа состава, мас.%: Ni 1,4-2,0; Cu 1,3-1,7; Mo 0,45-0,55; Fe - остальное, крупностью частиц +50- -160 мкм в количестве 98-99,5 мас.% и порошок графита марки ГК-3, крупностью частиц +50 - -160 мкм в количестве 0,5-2,0 мас.%. Смешивание порошков осуществляли в У-образном смесителе в течение 30 мин, прессование призматических образцов размером 55х55х10 мм проводили на гидравлическом прессе НРМ-100 под давлением 1000 МПа. Образцы спекли в печи непрерывного действия модели "Койо Линдберг" в атмосфере эндогаза при температуре 1150^оС с изотермической выдержкой в зоне спекания 40-60 мин.PRI me R. The mixture to obtain structural sintered material based on iron, contains low-alloyed iron powder composition, wt.%: Ni 1.4-2.0; Cu 1.3-1.7; Mo 0.45-0.55; Fe - the rest, particle size + 50-160 μm in the amount of 98-99.5 wt.% And graphite powder brand GK-3, particle size +50 - -160 μm in the amount of 0.5-2.0 wt.% . The powders were mixed in a U-shaped mixer for 30 min, prismatic samples of 55 × 55 × 10 mm in size were pressed on an HPM-100 hydraulic press under a pressure of 1000 MPa. Samples sintered in a continuous furnace model "Koyo Lindberg" in endogas atmosphere, at 1150 ^{° C} with an isothermal aging in the sintering zone 40-60 min.

Плотность образцов изучали гидростатическим методом по ГОСТ 18898-74, а механические свойства: прочность при растяжении по ГОСТ 1797-84, прочность при изгибе по ГОСТ 18228-85, ударную вязкость по ГОСТ 26528-85, твердость по ГОСТ 9013-59. The density of the samples was studied hydrostatically according to GOST 18898-74, and mechanical properties: tensile strength according to GOST 1797-84, bending strength according to GOST 18228-85, impact strength according to GOST 26528-85, hardness according to GOST 9013-59.

В таблице приведены составы предлагаемого (1-3) и известного (6) состава шихты, а также составы, выходящие за пределы заявленных значений. Как следует из данных, приведенных в таблице, в случае применения предложенной шихты (составы 1-3) повышается плотность прессовок и механические свойства спеченного материала по сравнению с прототипом (состав 6). При выходе крупности порошков низколегированного железа и графита, а также соотношения компонентов за заявленные пределы цель не достигается. The table shows the compositions of the proposed (1-3) and known (6) composition of the charge, as well as compositions that go beyond the declared values. As follows from the data given in the table, in the case of the application of the proposed mixture (compositions 1-3), the density of the compacts and the mechanical properties of the sintered material are increased compared to the prototype (composition 6). When the fineness of powders of low-alloyed iron and graphite, as well as the ratio of components beyond the stated limits, the goal is not achieved.

Claims

MIXTURE FOR PRODUCING STRUCTURAL SINTERED MATERIAL based on iron, containing low-alloyed iron powder with a content, wt.%:
Nickel - 1.4 - 2.0
Copper - 1.3 - 1.7
Molybdenum - 0.45 - 0.55
Iron - Else
and graphite powder, characterized in that it contains low-alloyed powder of iron fraction +50 ... -160 microns and graphite powder fraction +50 ... -160 microns in the following ratio, wt.%:
Graphite Powder - 0.5 - 2.0
Low Alloy Iron Powder - Else