RU2778482C1 - Порошковый материал на основе железа - Google Patents
Порошковый материал на основе железа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778482C1 RU2778482C1 RU2021139019A RU2021139019A RU2778482C1 RU 2778482 C1 RU2778482 C1 RU 2778482C1 RU 2021139019 A RU2021139019 A RU 2021139019A RU 2021139019 A RU2021139019 A RU 2021139019A RU 2778482 C1 RU2778482 C1 RU 2778482C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- powder
- carbon
- powder material
- chromium
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N Chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L Calcium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к порошкам, применяемым для изготовления сплавов на основе железа. Порошковый материал может применяться для работы в условиях высоких температур, давлений, скоростной деформации, агрессивных сред и широких диапазонов режимов трения. Порошковый материал на основе железа содержит хром и углерод. При этом хром входит в состав порошка железа в виде легирующего элемента в количестве 30-40%, а углерод в виде крупнодисперсного порошка графита размером 80-120 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %: легированное железо 75-85; углерод 15-25. Обеспечивается повышение износостойкости, коэффициента трения и коррозионной стойкости порошкового материала. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к порошкам, применяемым для изготовления сплавов на основе железа. Порошковый материал может применяться для работы в условиях высоких температур, давлений, скоростной деформации, агрессивных сред и широких диапазонов режимов трения.
Известен материал на основе железа [А.с. 382733, С22С 33/02, опубл. БИ №23,1973 г.], который содержит легирующие компоненты (мас. %): углерод 0,9-1,1; хром 4,0-6,0; молибден 4,0-10,0; фтористый кальций 5,0-7,0; железо остальное. Недостатком данного материала является его невысокая износостойкость, а также хрупкость, обусловленная включениями фтористого кальция, образующего отдельные обособленные включения разупрочняющие материал.
В качестве прототипа выбран порошковый материал на основе железа, содержащий хром, углерод, бор, кремний и упрочняющую добавку, дополнительно содержит никель, а в качестве упрочняющей добавки карбидно-боридный композиционный порошок, синтезированный из хромита, при следующем соотношении компонентов, мас. %: хром 2,2 - 2,6; углерод 0,1 - 0,2; бор 0,3 - 0,45; кремний 0,3 - 0,45; никель 11,0 - 11,5; карбидно-боридный композиционный порошок, синтезированный из хромита 2-8; железо остальное [RU 95101499]. Недостатком данного материала является то, что содержащийся кремний разупрочняет матрицу, а карбидно-боридный композиционный порошок имеет высокую стоимость.
Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышение износостойкости, коэффициента трения и коррозионной стойкости порошкового материала на основе железа.
Поставленная задача достигается тем, что порошковый материал на основе железа, содержащий хром, углерод. При этом хром входит в состав порошка железа в виде легирующего элемента в количестве 30-40%, а углеродом в виде крупнодисперсного порошка графита размером 80-120 мкм, при следующем соотношении компонентов, масс %: легированное железо 75-85; углерод 15-25.
Экспериментально установлено, что наличие в составе порошка железа легирующего элемента хрома при наличии углерода в виде крупнодисперсного порошка, в процессе спекания, приводит к формированию на поверхности железа слоя карбида хрома Cr23C6, состоящего из двух слоев. Первый компактный, равномерно расположенный по поверхности диффузионно связанный с самой частицей слой. Второй, расположенный на поверхности первого слоя в виде ультрадисперсного порошка того же карбида хрома Cr23C6. Слой, равномерно покрывает поверхность частиц легированного железа, при этом диффузионно связывается с первым слоем. Сформированный таким образом слой повышает коррозионную стойкость порошкового материала на основе железа, так как сформированный слой карбида хрома не имеет высокую коррозионную стойкость.
Пример
Для получения порошкового материала производили смешивание порошка железа, легированного хромом 30-40%, например ПХ-30 (ГОСТ 13084-88) с порошком углеродом в виде крупнодисперсного порошка графита размером 80-120 мкм (например графитом ГЭ-1 ГОСТ 7478-75), при следующем соотношении компонентов, масс %: легированное железо 80; углерод 20 производят в любом типе смесителя в течение 50 мин. Полученную шихту помещают в печь с защитно-восстановительной атмосферой (например диссоциированного аммиака), и производят нагрев до 840°С в течение 3 часов. После спекания, производят охлаждение порошкового материала на основе железа при наличии защитно-восстановительной атмосферы с печью до 200°С, после чего, извлекают материал.
Исходная поверхность порошка ПХ-30 представлена на фиг. 1. После процесса спекания поверхность порошка со сформированным слоем карбида Cr23C6 представлена на фиг. 2. На фиг. 3 приведена структура полученного слоя на поверхности порошка ПХ-30 в разрезе, где можно отметить наличие сформированного слоя (1), и основной матрицы порошка ПХ-30 (2). Наличие сформированного слоя Cr23C6 подтверждено результатами рентгенофазового анализа (фиг. 4).
Полученный слой карбида хрома Cr23C6 имеет толщину 2,5-4,0 мкм равномерно покрывает частицу ПХ-30. Первый, диффузионно связанный с порошком железа слой имеет толщину 2,0-2,5 мкм. На поверхности первого слоя располагается второй слой ультрадисперсного порошка карбида хрома Cr23C6 размером 0,5-1,0 мкм. Полученный таким образом порошковый материал на основе железа, содержащий поверхностный карбидный слой обеспечивает повышение износостойкости и коэффициента трения.
Claims (4)
1. Порошковый материал на основе железа, который содержит хром, углерод, отличающийся тем, что хром входит в состав порошка железа в виде легирующего элемента в количестве 30-40%, а углерод - в виде крупнодисперсного порошка размером 80-120 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
2. Порошковый материал по п. 1, отличающийся тем, что легированное железо содержится в губчатой форме фракции 50-150 мкм.
3. Порошковый материал по п. 1, отличающийся тем, что углерод содержится в виде графита пластинчатой формы.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778482C1 true RU2778482C1 (ru) | 2022-08-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU95101499A (ru) * | 1995-01-31 | 1996-11-10 | Хабаровский государственный технический университет | Порошковый материал на основе железа |
| JP6271310B2 (ja) * | 2014-03-21 | 2018-01-31 | 株式会社豊田中央研究所 | 鉄基焼結材およびその製造方法 |
| KR102185874B1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-12-02 | 대한소결금속 주식회사 | 소결 공정이 단축된 분산강화용 철계 소결합금 및 이의 제조방법 |
| US10926334B2 (en) * | 2008-04-08 | 2021-02-23 | Tenneco Inc. | Powder metal material for wear and temperature resistance applications |
| WO2021043940A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Basf Se | Iron-based alloy powder containing non-spherical particles |
| RU2757880C2 (ru) * | 2019-07-02 | 2021-10-22 | Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа" | Спеченный порошковый фрикционный материал для фрикционных дисков муфты редуктора стрелочного электропривода |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU95101499A (ru) * | 1995-01-31 | 1996-11-10 | Хабаровский государственный технический университет | Порошковый материал на основе железа |
| US10926334B2 (en) * | 2008-04-08 | 2021-02-23 | Tenneco Inc. | Powder metal material for wear and temperature resistance applications |
| JP6271310B2 (ja) * | 2014-03-21 | 2018-01-31 | 株式会社豊田中央研究所 | 鉄基焼結材およびその製造方法 |
| KR102185874B1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-12-02 | 대한소결금속 주식회사 | 소결 공정이 단축된 분산강화용 철계 소결합금 및 이의 제조방법 |
| RU2757880C2 (ru) * | 2019-07-02 | 2021-10-22 | Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа" | Спеченный порошковый фрикционный материал для фрикционных дисков муфты редуктора стрелочного электропривода |
| WO2021043940A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Basf Se | Iron-based alloy powder containing non-spherical particles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8733313B2 (en) | Iron-based sintered alloy for valve seat, and valve seat for internal combustion engine | |
| JPH0210311B2 (ru) | ||
| US6066191A (en) | Hard molybdenum alloy, wear resistant alloy and method for manufacturing the same | |
| JPH0313299B2 (ru) | ||
| JPS5918463B2 (ja) | 耐摩耗性焼結合金およびその製法 | |
| KR20040030358A (ko) | Ｆｅ기 소결 합금제 밸브 시트의 제조 방법 | |
| DE3224420C2 (de) | Verfahren zur Nachbehandlung eines gesinterten Gleitelements | |
| US7867315B2 (en) | Hard-particle powder for sintered body and sintered body | |
| US20080019858A1 (en) | Iron-based powder | |
| EP0711845A1 (en) | Wear-resistant sintered ferrous alloy for valve seat | |
| JPH1171651A (ja) | バルブシート用鉄系焼結合金 | |
| US3790352A (en) | Sintered alloy having wear resistance at high temperature | |
| RU2778482C1 (ru) | Порошковый материал на основе железа | |
| JP3186816B2 (ja) | バルブシート用焼結合金 | |
| US3802852A (en) | Sintered alloys having wear resistance at high temperature comprising a sintered femo-c alloy skeleton infiltrated with cu or pb base alloys or sb | |
| JP5997075B2 (ja) | 焼結合金配合用合金粉末及びこれを用いた焼結合金の製造方法 | |
| JP4121383B2 (ja) | 寸法精度、強度および摺動特性に優れた鉄基燒結合金およびその製造方法 | |
| JPH0233848B2 (ja) | Koontaimamoseibarubushiito | |
| EP0796927A2 (en) | Powder-produced material having wear-resistance | |
| JP2716575B2 (ja) | 耐摩耗性鉄系焼結合金の製造方法 | |
| JPH0555592B2 (ru) | ||
| DE2320524A1 (de) | Verschleissfeste phosphorreiche sinterlegierung | |
| JP3331963B2 (ja) | 焼結バルブシートおよびその製造方法 | |
| BR102018006453A2 (pt) | método para a produção de uma liga sinterizada a base de ferro resistente ao desgaste | |
| JPS61174354A (ja) | 高温耐摩耗性に優れた含銅焼結合金の製造方法 |