RU2405658C1 - Способ изготовления биметаллических спеченных износостойких изделий - Google Patents
Способ изготовления биметаллических спеченных износостойких изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405658C1 RU2405658C1 RU2009111157/02A RU2009111157A RU2405658C1 RU 2405658 C1 RU2405658 C1 RU 2405658C1 RU 2009111157/02 A RU2009111157/02 A RU 2009111157/02A RU 2009111157 A RU2009111157 A RU 2009111157A RU 2405658 C1 RU2405658 C1 RU 2405658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- surface layer
- iron
- sintering
- article
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению биметаллических изделий на основе железа с повышенной износостойкостью поверхностного слоя для различных условий трения и износа. Прессуют биметаллическое изделие, содержащее корпус из порошка железа и поверхностный слой из смеси, приготовленной смешиванием 60 мас.% порошка железа и 40 мас.% смеси порошков карбида бора и феррохрома в соотношении 1:1 или 1:1,5, или смешиванием 82-85 мас.% порошка железа и 15-18 мас.% порошка карбида хрома. Спекание проводят в два этапа: на первом - прессовки спекают в камерной печи при температуре 1150-1200°С в течение 100-200 минут в защитной среде, на втором - осуществляют высокотемпературное спекание поверхностного слоя токами высокой частоты при 1300-1400°С в течение 10-40 с на глубину 3-4 мм. После спекания изделие подвергают закалке в жидкой среде. Способ позволяет получить изделие с высокой износостойкостью и повысить производительность.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению биметаллических износостойких изделий с повышенной износостойкостью для различных условий трения и износа.
Известен способ нагрева спеченных заготовок из ферромагнитного материала, включающий нагрев поверхности заготовки с помощью индуктора до заданной температуры (патент РФ №2112328 C1).
Недостатком известного способа является то, что при спекании ферромагнитных изделий из-за недостаточного удельного электрического сопротивления глубина проникновения тока в металл мала и нагрев слоя заданной толщины осуществляется в этом случае за счет теплопроводности. Применение смеси порошков железа, феррохрома, карбидов бора или хрома позволяет добиться повышения удельного электрического сопротивления спекаемого износостойкого слоя, а следовательно, увеличить интенсивность нагрева этого слоя.
Известен способ изготовления коррозионно- и износостойких изделий из порошка железа с добавлением порошков нержавеющей стали, карбида хрома и графита, в котором осуществляют спекание при ступенчатом режиме с нагревом от 250 до 1250°С с выдержкой через каждые 100-150°С в течение 1 часа (патент РФ №2051197(13) С1).
Недостатком известного способа является большая продолжительность технологического процесса, так как прессовки спекают в камерных печах и то, что получаемые изделия обладают недостаточной износостойкостью при различных условиях трения.
Известен способ изготовления слоистого материала для молотка кормодробильной машины, включающий приготовление шихты армирующего и несущего слоев, послойную их засыпку в полость матрицы, горячую штамповку, причем горячую штамповку проводят при 1050-1100°С, после чего термообрабатывают материал путем нагрева токами высокой частоты до 1180-1220°С. Шихту армирующего слоя готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбид хрома 30-60, графит 0,5-2, железо - остальное. Шихта несущего слоя содержит, мас.%: карбид хрома 2-5, графит 0,3-0,5, железо - остальное (AC SU 1729698 А1).
Недостатком известного способа является то, что послойная засыпка ограничивает область применения материалов, исключает автоматизацию и механизацию процесса изготовления прессовки, низкая температура нагрева токами высокой частоты не обеспечивает требуемые свойства износостойкого слоя из-за недостаточного диффузионного взаимодействия компонентов шихты, образованием рыхлых зон под слоем износа, при содержании карбида хрома мас.% 30-60 в шихте армирующего слоя формующие элементы штампа, применение горячей штамповки усложняет технологический процесс изготовления заготовок, приводит к снижению удельного электрического сопротивления и глубины проникновения тока в прессовку, а следовательно, интенсивности нагрева ТВЧ.
Задачей изобретения является получение изделий, обладающих высокой износостойкостью, а также повышение экономической составляющей и производительности за счет сокращения времени при спекании и термообработке, увеличения эффективности индукционного нагрева и сокращения расхода дорогих материалов, за счет того, что приготовление смеси износостойкого слоя осуществляют перемешиванием порошков железа, феррохрома, карбидов бора или хрома, осуществляют прессование биметаллического изделия, содержащего корпус и поверхностный слой, спекание проводят в две стадии: сначала в камерной печи в защитной среде в течение 100-120 мин с нагревом до 1150-1200°С для достижения требуемых свойств корпуса детали, затем токами высокой частоты с нагревом до 1300-1400°С в течение 10-40 с, на глубину 3-4 мм, для достижения плотности и износостойкости рабочего слоя.
Предложенное изобретение позволяет сократить технологические операции спекания и термообработки биметаллических порошковых изделий до 122-125 мин, снизить расход легирующих добавок, так как корпус деталей изготовляется из порошка железа, а рабочий слой из смеси порошков, что снижает себестоимость производства изделий при достижении требуемых механических и эксплуатационных свойств. Добавление в шихту рабочего слоя порошка феррохрома, наряду с порошками карбидов и железа, позволяет снижать пористость рабочего слоя до 10-14%, что в то же время обеспечивает рост удельного электрического сопротивления и глубины проникновения тока в биметалл.
Для получения указанного результата предложен способ изготовления биметаллических износостойких изделий на железной основе, включающий приготовление смеси износостойкого слоя путем перемешивания порошков железа, феррохрома, карбидов бора или хрома в конусном смесителе в течение 150-160 мин. Статическое холодное прессование биметаллического изделия, содержащего корпус и поверхностный слой под давлением 450-600 МПа. Для получения наружного слоя заданной толщины используются специальный смеситель и новая технология формования (AC SU 1569079 А1). На первом этапе прессовки спекали в камерной при температуре 1150-1180°С в течение 100-120 мин в среде диссоциированного аммиака. На втором этапе осуществляли высокотемпературное спекание токами высокой частоты с последующей закалкой в жидкой среде.
Пример 1. В штучном и мелкосерийном производстве при реализации предложенного способа при формовании биметаллических изделий применяется устройство, содержащее матрицу с загрузочной полостью, составной пуансон и загрузочную камеру с разделительной перегородкой. Загрузочная камера данного устройства выполнена с регулируемыми телескопическими патрубками с загрузочными отверстиями на их внутренних боковых поверхностях, а перегородка камеры жестко закреплена относительно ее вертикальной оси, что обеспечивает увеличение выхода годных изделий и регулирование толщины слоев изделия (AC SU 1569079 А1).
Пример 2. В крупносерийном и массовом производстве реализация предложенного способа возможна применением при формовании пресс-формы, включающей матрицу, верхний и нижний пуансоны и подвижный центральный стержень, который выполнен составным и состоит из корпуса, иглы с фланцем, накидной гайки и установленной между иглой и корпусом пружины, накидная гайка установлена на корпусе с возможностью взаимодействия с фланцем иглы и с нижним пуансоном (AC SU 131513 А1).
Пример 3. Для повышения износостойкости по предложенному способу изготовляли биметаллические изделия на железной основе с составом поверхностного слоя по массе: 40% смесь порошков карбида бора и феррохрома, в соотношении 1:1, и 60% порошок железа ПЖВ3 - 160. На первом этапе прессовки полученные статическим холодным прессованием корпуса и поверхностного слоя под давлением 450 МПа спекали в камерной печи в течение 100-120 мин в среде диссоциированного аммиака. На втором этапе осуществляли высокотемпературное спекания токами высокой частоты в течение 45 с с последующей закалкой в жидкой среде. В результате получили, что пористость заготовок составляет 14%, твердость поверхностного слоя - 68 HRC, коэффициент относительной износостойкости при трении об абразивную электрокорундовую шкурку по эталону из стали У8 - 2,1.
Пример 4. То же, что и в примере 3, только состав поверхностного слоя по массе состоит из 40% смеси порошков карбида бора и феррохрома, в соотношении 1:1,5, и 60% порошка железа ПЖВ3 - 160. В результате установлено, что пористость составляет 12%, твердость поверхностного слоя 69 HRC, коэффициент относительной износостойкости при трении об абразивную электрокорундовую шкурку по эталону из стали У8 - 2,4.
Пример 5. То же, что и в примере 3, только состав поверхностного слоя по массе состоит из 20% порошка карбида хрома и 80% порошка железа ПЖВ3 - 160. В результате установлено, что пористость составляет 12%, а твердость поверхностного слоя 66 HRC, коэффициент относительной износостойкости при трении об абразивную электрокорундовую шкурку по эталону из стали У8 - 2,5.
Пример 6. То же, что и в примере 3, только состав поверхностного слоя по массе состоит из 15% порошка карбида хрома и 85% порошка железа ПЖВ3 - 160. В результате установлено, что пористость составляет 14%, а твердость поверхностного слоя 65 HRC, коэффициент относительной износостойкости при трении об абразивную электрокорундовую шкурку по эталону из стали У8 - 2,12.
Пример 7. То же, что и в примере 3, только состав поверхностного слоя по массе состоит из 10% порошка карбида хрома и 90% порошка железа ПЖВ3 - 160. В результате установлено, что пористость составляет 12%, а твердость поверхностного слоя 65 HRC, коэффициент относительной износостойкости при трении об абразивную электрокорундовую шкурку по эталону из стали У8 - 2,1.
Изготовленные по предлагаемой технологии биметаллические материалы на железной основе, поверхностный слой которых легирован порошками ферросплавов, карбидов и других соединений, обладают повышенной износостойкостью этого слоя при различных условиях трения.
Claims (1)
- Способ изготовления биметаллического спеченного износостойкого изделия на основе железа, включающий приготовление порошковой смеси поверхностного слоя, прессование биметаллического изделия, содержащего корпус и поверхностный слой, спекание и термообработку, отличающийся тем, что прессуют биметаллическое изделие, содержащее корпус из порошка железа и поверхностный слой из смеси, приготовленной смешиванием 60 мас.% порошка железа и 40 мас.% смеси порошков карбида бора и феррохрома в соотношении 1:1 или 1:1,5, или смешиванием 82-85 мас.% порошка железа и 15-18 мас.% порошка карбида хрома, спекание проводят в два этапа, при этом на первом этапе прессовки спекают в камерной печи при температуре 1150-1200°С в течение 100-200 мин в защитной среде, на втором этапе осуществляют высокотемпературное спекание поверхностного слоя токами высокой частоты при 1300-1400°С в течение 10-40 с на глубину 3-4 мм, а в качестве термообработки проводят закалку в жидкой среде.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111157/02A RU2405658C1 (ru) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Способ изготовления биметаллических спеченных износостойких изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009111157/02A RU2405658C1 (ru) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Способ изготовления биметаллических спеченных износостойких изделий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009111157A RU2009111157A (ru) | 2010-10-10 |
RU2405658C1 true RU2405658C1 (ru) | 2010-12-10 |
Family
ID=44024482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009111157/02A RU2405658C1 (ru) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Способ изготовления биметаллических спеченных износостойких изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2405658C1 (ru) |
-
2009
- 2009-03-26 RU RU2009111157/02A patent/RU2405658C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009111157A (ru) | 2010-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103667873B (zh) | 粉末冶金高速钢及其制备方法 | |
JP5661096B2 (ja) | 鉄バナジウム粉末合金 | |
CN101342591A (zh) | 粉末冶金含氮/高氮不锈钢零件的制备方法 | |
CN104368816B (zh) | 一种铁基粉末冶金零件的制造方法 | |
Çavdar et al. | Investigation of conventional-and induction-sintered iron and iron-based powder metal compacts | |
EP2200769B1 (en) | Method of producing a sinter-hardened component | |
CN109128183A (zh) | 一种铁基粉末冶金零件的制造方法 | |
KR20170054516A (ko) | 예합금 철계 분말, 예합금 철계 분말을 포함하는 철계 분말 혼합물, 및 철계 분말 혼합물로부터 가압성형 및 소결된 컴포넌트들을 제조하기 위한 방법 | |
CN106086669A (zh) | 一种耐磨齿轮及制备方法 | |
AU7903298A (en) | Method for manufacturing high carbon sintered powder metal steel parts of high density | |
CN104674122B (zh) | 一种高温耐磨的Fe‑Co‑Cr‑Mo铁基合金材料及其制备方法 | |
CN101245420A (zh) | 制备高强度粉末冶金材料的烧结碳、铜复合渗方法 | |
KR101345982B1 (ko) | 분말야금에 의한 기계부품의 제조 방법 | |
CN104073723A (zh) | 一种制造高密度零件的粉末冶金材料及其加工工艺 | |
WO2008013581A3 (en) | High carbon surface densified sintered steel products and method of production therefor | |
JP2009544851A5 (ru) | ||
RU2405658C1 (ru) | Способ изготовления биметаллических спеченных износостойких изделий | |
CN107043885A (zh) | 一种快速阀门用阀芯的制造方法 | |
CN109202086B (zh) | 一种铁螺母的制备方法 | |
GB1590953A (en) | Making articles from metallic powder | |
CN107686938A (zh) | 一种铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法 | |
RU2354502C1 (ru) | Способ изготовления поверхностно-упрочненной порошковой карбидостали | |
RU2287404C2 (ru) | Способ изготовления спеченного металлообрабатывающего инструмента на железной основе | |
Recknagel et al. | Higher densities of PM-steels by warm secondary compaction and sizing | |
RU2601363C2 (ru) | Спеченный металлообрабатывающий инструмент, изготовленный из порошковой карбидостали |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130327 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160310 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170327 |