RU2090309C1 - Способ получения конструкционной порошковой стали - Google Patents
Способ получения конструкционной порошковой стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090309C1 RU2090309C1 RU95103830A RU95103830A RU2090309C1 RU 2090309 C1 RU2090309 C1 RU 2090309C1 RU 95103830 A RU95103830 A RU 95103830A RU 95103830 A RU95103830 A RU 95103830A RU 2090309 C1 RU2090309 C1 RU 2090309C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- briquette
- powder
- steel
- temperature
- powder mixture
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 102100040907 Glycerol kinase 3 Human genes 0.000 description 1
- 101710181614 Glycerol kinase 3 Proteins 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Сущностью изобретения является способ получения конструктивной порошковой стали, который предусматривает приготовление порошковой смеси из компонентов, входящих в состав стали, с добавками порошка висмута в количестве 0,1-1,8 мас.%, статическое холодное прессование порошковой смеси в закрытой пресс-форме с получением брикета с остаточной пористостью 20-30%, нагрев брикета в защитной атмосфере до температуры 1000-1100oC, выдержку его при этой температуре в течение 6-20 минут, горячую обработку давлением методом осадки в закрытой пресс-форме с получением беспористого готового материала при величине удельной приведенной работы уплотнения 200-220 К Дж/м3. Сталь, полученная этим способом, имеет высокие физико-механические характеристики и хорошую обрабатываемость резанием. 4 табл.
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к способам изготовления беспористой конструкционной порошковой стали общемашиностроительного назначения улучшенной обрабатываемости резанием.
Известен способ получения конструкционных порошковых сталей [1] включающий операции приготовления порошковой смеси компонентов, входящих в состав стали, прессование порошковой смеси с получением пористого брикета с остаточной пористостью 20-30% спекание брикета в защитной атмосфере в течение 40-60 минут, горячую обработку давлением нагретого брикета с получением беспористого материала.
Сталь, полученная по этому способу, имеет высокие физико-механические свойства: предел прочности 300-400 МПа, твердость 60-120 НРВ. Сталь, полученная таким способом, имеет недостаток большие затраты времени на спекание и низкие показатели обработки резанием.
В качестве прототипа принят способ получения порошковых конструкционных сталей [2] включающий операции приготовления порошковой смеси компонентов, входящих в состав стали, прессование порошковой смеси в закрытой пресс-форме с получением пористого брикета в защитной атмосфере до 1000-1100oC, выдержку времени в течение 20-22 минут при температуре 1000-1100oC, горячую обработку давлением нагретого брикета с получением беспористого материала. Сталь, полученная по этому способу, имеет следующие показатели: предел прочности 290-390 МПа, твердость 60-120 НРВ. Данная сталь имеет недостаток - низкие показатели обрабатываемости резанием.
Задача: улучшение обрабатываемости резанием конструктивной порошковой стали путем легирования висмутом и выбора временного режима нагрева.
Решение задачи достигается тем, что приготовляют порошковую смесь компонентов, входящих в состав стали, в которую дополнительно вводится порошок висмута в количестве 0,1-1,8 мас. прессуют данную смесь в закрытой пресс-форме до остаточной пористости 20-30% осуществляют нагрев при температуре 1000-1100oC пористого брикета в защитной атмосфере в течение 6-20 минут и горячую обработку давлением.
Существенным признаком заявляемого решения является:
1. Применение новых продуктов с целью их полезного преобразования, а именно: дополнительное введения в шихту для производства порошковой стали висмута в количестве 0,1-1,8 мас.
1. Применение новых продуктов с целью их полезного преобразования, а именно: дополнительное введения в шихту для производства порошковой стали висмута в количестве 0,1-1,8 мас.
2. Временный режим нагрева 6-20 минут.
Новизна предлагаемого способа заключается в том, что ранее не известно применение порошка висмута для улучшения обрабатываемости резанием конструкционной порошковой стали в сочетании с временем нагрева 6-20 минут при температуре 1000-1100oC.
Существенность отличий состоит в том, что предложенное техническое решение для этих целей не применялось.
При нагреве заготовки висмут переходит в жидкую фазу и обволакивает неметаллические включения, содержащиеся в порошковой стали, тем самым снижается износ инструмента при обработке резанием, проявляется эффект Ребиндера улучшается стружкоотделение, снижается сила резания.
Экспериментально установлено, что для протекания вышеописанной реакции требуется временный интервал нагрева 6-20 минут при температуре 1000-1100oC.
Висмут может вводится в виде порошка гранулометрическим составом 0,5-150 мкм. Для определения оптимального содержания висмута и сравнения с прототипом были изготовлены призматические образцы 55х10х10 мм и образцы типа "втулка" 60х30х10 мм путем приготовления порошковой смеси с различным содержанием висмута, прессования в закрытой пресс-форме с получением пористого брикета остаточной пористостью 20-30% нагрев брикета при температуре 1000-1100oC в течение 6-20 минут в защитной атмосфере и его горячую обработку давлением с получением беспористого материала с приведенной работой уплотнения 200-220 МДж/м2. Исследовались прочность, твердость, а также обрабатываемость резанием по стандартным и общепринятым методикам образцов, полученных по предлагаемому способу и по способу-прототипу. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Из приведенных данных следует, что при содержании висмута менее 0,10 мас. обрабатываемость не лучше, чем у прототипа, а при содержании 1,8 мас. механические свойства хуже, чем у прототипа. При содержании висмута в пределах 0,10-1,8 мас. физико-механические свойства материала лучше, чем у полученного по технологии, принятой в качестве прототипа, а обрабатываемость резанием в 1,5-2,0 раза лучше.
Таким образом, оптимальным следует считать количество вводимого висмута в пределах 0,1-1,8 мас.
Для определения оптимального времени нагрева получены образцы по вышеописанной технологии при различном времени нагрева пористых брикетов с 6 до 20 минут. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Из приведенных данных следует, что при времени нагрева менее 6 минут обрабатываемость не лучше, чем у прототипа, а при времени нагрева более 20 минут не наблюдается дальнейшего улучшения ни механических свойств, ни обрабатываемости резанием.
При времени нагрева в пределах 6-20 минут физико-механические свойства не хуже, чем у материала, полученного по технологии, принятой в качестве прототипа, а обрабатываемость резанием в 1,5-2,0 раза лучше. Таким образом, оптимальным следует считать время нагрева 6-20 минут.
Оптимальная остаточная пористость заготовок и температура нагрева определены экспериментальным путем. Результаты испытаний приведены в таблице 3 и 4.
Из таблицы 3 и 4 видно, что оптимальными являются пористость 20-30% а температура нагрева 1000-1100oC.
Пример получения деталей типа "втулка" по заявляемому способу.
По предложенному способу получены детали типа "втулка", изготовленная по следующему технологическому процессу:
1. Приготовление порошковой смеси из железного порошка ПЖВ5. 160.2с карандашного графита ГК-3, с добавкой порошка висмута в количестве 0,75 мас.
1. Приготовление порошковой смеси из железного порошка ПЖВ5. 160.2с карандашного графита ГК-3, с добавкой порошка висмута в количестве 0,75 мас.
2. Статическое холодное прессование порошковой смеси в закрытой пресс-форме с получением брикета с остаточной пористостью 18%
3. Нагрев брикета в защитной атмосфере (диссоциированный аммиак) до температуры 1050oC, выдержку его при этой температуре 16 мин.
3. Нагрев брикета в защитной атмосфере (диссоциированный аммиак) до температуры 1050oC, выдержку его при этой температуре 16 мин.
4. Горячую обработку давлением методом осадки в закрытой пресс-форме с получением готового материала с остаточной пористостью 0,65% при величине удельной приведенной работы уплотнения 223 МДж/м3.
Сталь, полученная по этому способу, имела следующие физико-механические характеристики обрабатываемости резанием:
твердость 68 НРВ;
предел прочности при растяжении 364 МПа;
относительное удлинение 15,2%
оптимальная скорость резания 182 м/мин;
относительный износ по задней поверхности
при этой скорости 1,3 мм•10-6.
твердость 68 НРВ;
предел прочности при растяжении 364 МПа;
относительное удлинение 15,2%
оптимальная скорость резания 182 м/мин;
относительный износ по задней поверхности
при этой скорости 1,3 мм•10-6.
Claims (1)
- Способ получения конструкционной порошковой стали, включающий приготовление порошковой смеси компонентов, входящих в состав стали, прессование порошковой смеси в закрытой пресс-форме с формированием пористого брикета с остаточной пористостью 20 30 нагрев брикета в защитной атмосфере до температуры ковки, выдержку его при этой температуре и горячую обработку давлением до беспористого состояния материала, отличающийся тем, что в смесь дополнительно вводят порошок висмута в количестве 0,1 1,8 мас. а нагрев брикета осуществляют в течение 6 20 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95103830A RU2090309C1 (ru) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | Способ получения конструкционной порошковой стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95103830A RU2090309C1 (ru) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | Способ получения конструкционной порошковой стали |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95103830A RU95103830A (ru) | 1996-12-10 |
| RU2090309C1 true RU2090309C1 (ru) | 1997-09-20 |
Family
ID=20165706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95103830A RU2090309C1 (ru) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | Способ получения конструкционной порошковой стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2090309C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2118584C1 (ru) * | 1997-11-20 | 1998-09-10 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с НИИ проблем порошковой технологии и покрытий и опытным производством | Способ изготовления порошковых деталей |
| RU2171159C2 (ru) * | 1999-09-28 | 2001-07-27 | Государственное Унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" | Способ получения износостойкой конструкционной порошковой стали |
| RU2251470C2 (ru) * | 1999-07-27 | 2005-05-10 | Федерал-Могул Синтеред Продактс Лимитед | Способ изготовления спеченного стального материала, сталь, полученная спеканием, и изделие из нее |
| RU2425166C1 (ru) * | 2010-06-03 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Способ получения механически легированной азотсодержащей стали |
| RU2494836C1 (ru) * | 2012-08-09 | 2013-10-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ получения высокоплотного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа |
-
1995
- 1995-03-15 RU RU95103830A patent/RU2090309C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Дорофеев Ю.Г. Порошковая металлургия. 1990, N6, с.9. 2. Иваненко Ф.А. Исследование и разработка технологии сварки металлокерамических малоуглеродистых материалов, полученных ДГП. В сб.: Исследование в области порошковой и стружковой металлургии. Т. 265. - Новочеркасск: НПИ, 1972. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2118584C1 (ru) * | 1997-11-20 | 1998-09-10 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с НИИ проблем порошковой технологии и покрытий и опытным производством | Способ изготовления порошковых деталей |
| RU2251470C2 (ru) * | 1999-07-27 | 2005-05-10 | Федерал-Могул Синтеред Продактс Лимитед | Способ изготовления спеченного стального материала, сталь, полученная спеканием, и изделие из нее |
| RU2171159C2 (ru) * | 1999-09-28 | 2001-07-27 | Государственное Унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" | Способ получения износостойкой конструкционной порошковой стали |
| RU2425166C1 (ru) * | 2010-06-03 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Способ получения механически легированной азотсодержащей стали |
| RU2494836C1 (ru) * | 2012-08-09 | 2013-10-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Способ получения высокоплотного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95103830A (ru) | 1996-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5009842A (en) | Method of making high strength articles from forged powder steel alloys | |
| EP0610231A1 (en) | Powder metal alloy process | |
| CN113512687B (zh) | 一种复合稀土增强粉末冶金高速钢的制备方法 | |
| US4090874A (en) | Method for improving the sinterability of cryogenically-produced iron powder | |
| AU7903298A (en) | Method for manufacturing high carbon sintered powder metal steel parts of high density | |
| US3461069A (en) | Self-lubricating bearing compositions | |
| RU2090309C1 (ru) | Способ получения конструкционной порошковой стали | |
| US3668951A (en) | Force-applying tools | |
| US2342799A (en) | Process of manufacturing shaped bodies from iron powders | |
| US2942334A (en) | Powdered ferrous metals and articles and methods of making the same | |
| US4569822A (en) | Powder metal process for preparing computer disk substrates | |
| US2284638A (en) | Metallurgy of ferrous metals | |
| US6967001B2 (en) | Method for sintering a carbon steel part using a hydrocolloid binder as carbon source | |
| JP4537501B2 (ja) | 超硬合金およびその製造方法 | |
| CA1151384A (en) | Liquid phase compacting | |
| JPH1096001A (ja) | 部分拡散合金化鋼粉の製造方法 | |
| US3328166A (en) | Process for producing shaped thin articles from metal powder | |
| ATE248675T1 (de) | Verfahren zur herstellung von metallkörpern mit innerer porosität | |
| SU1653895A1 (ru) | Шихта дл получени спеченного материала на основе железа | |
| SU1421455A1 (ru) | Способ получени изделий из порошковых низколегированных сталей | |
| RU2175988C1 (ru) | Способ получения карбида титана | |
| RU1770089C (ru) | Способ изготовлени спеченных изделий на основе железа | |
| EP1323840A1 (en) | Iron base mixed powder for high strength sintered parts | |
| EP0308708A3 (en) | Method to improve the fracture toughness and strength of ceramic materials | |
| JPS60162701A (ja) | 焼結鍛造品の製造方法 |