SU1119776A1

SU1119776A1 - Method of obtaining sintered articles from materials based on iron

Info

Publication number: SU1119776A1
Application number: SU823527002A
Authority: SU
Inventors: Ефим Данилович Авербух; Андрей Александрович Андрушевич; Анатолий Яковлевич Волчек; Леонид Ильич Фрайман; Евгений Владимирович Звонарев
Original assignee: Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-10-23

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА , преимзоцественно мазутньк форi сунок, включающий прессование, спекание заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, отличающийс тем, что, с целью повышени эксплуатационной стойкости мазутных форсунок, обра1ботку давлением цементированных заготовок провод т с усилием 100-300 МПа одновременно с нанесением на aarotoBку сло аморфного бора, после обработки давлением провод т дополнительное спекание в засыпке сплава на основе железа типа сормайт, а цементацию заготовок осуществл ют при S 980-1050&deg;С в течение 6-8 ч в твердом карбюризаторе. (ЛA METHOD FOR PRODUCING SINTERED PRODUCTS FROM MATERIALS ON THE BASE OF IRON, mostly mazut form, including pressing, sintering blanks, pressure treatment, their cementation, heat treatment, characterized in that, in order to increase the operational durability of the mazut nozzles, a heat treatment, which is applied to the application, the application will have a template and you will need to use the template to get the application. with a force of 100–300 MPa, simultaneously with the deposition of a layer of amorphous boron on aarotoB, after sintering, additional sintering is performed in the filling of an iron-based alloy like And carburizing workpieces is carried out at S 980-1050 &deg; C for 6-8 hours in a solid carburizer. (L

Description

со with

Од Изобретение относитс к порошкогвой металлургии, в частности к спосо бам изготовлени т желонагруженных . и износостойких спеченных изделий из /материалов на основе железа. Известен способ получени распыли тел форсунки, включакиций нанесение перед прессованием на рабочую поверхность формообразующего инструмен та порошка графита,прессование заготовки из железного порошка, спекание в порошкообразной засыпке, содержащей сплав сормайт lj . Недостатками известного способа вл ютс прочность и износостойкость изделий. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемо му результату вл етс способ получени изделий из материалов на основ железа, включак ций прессование, спет кание заготовок, обработку давлением их цементацию и термическую обработ-г ;ку 2. Недостатком известного способа вл етс невысока эксплуатационна стойкость мазутных форсунок. Целью изобретени вл етс повьш1е ние эксплуатационной стойкости мазутных форсунок. Цель достигаетс тем, что согласно способу получени спеченных издег ЛИЙ из материалов на основе железа, преимЗЩественно мазутных форсунок, включающему прессование, спекание . заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, обработку давлением цементир.ованных заготовок провод т с усилием 100-300 МПаодновременно с нанесением на заготовку сло аморфного бора , после обработки давлением провод т дополнительное спекание в засьшк сплава на основе железа типа сормайт и цементацию заготовок осуществл ют при ЭвО-ЮЗО С в течение 6-8 ч в твердом карбюризаторе. Предложенный способ осуществл ют следук цим образом. Из порошка легированной хромистой стали формуют заготовку распыпи тел , затем производ т спекание заго товки дл формировани металлического межчастичного контакта. Последующа операци доуплотнени приводит к.уменьшению величины остаточной пористости и повышению комплекса физико-механических свойств издели . Далее провод т цементацию 76 2 спеченной заготовки на толщину сло 0,7-0,9 мм в твердом карбюризаторе. В стали, содержащей легирующие элементы , такие как хром, в результате цементации в поверхностных сло х образуютс карбиды, обладающие высокой износостойкостью, а в приповерхностных сло х и в сердцевине формируетс структура высоколегированного твердого раствора, упрочн емого закалкой и имеющего высокий комплекс физико-механических свойств. Цементаци до толщины сло менее 0,7 мм не обеспечивает достаточной эксплуатационной стойкости, так как в этом случае возможно продавливание цементированного сло при ударном воздействии абразивных твердых частиц , содержащихс в потоке мазута. Цементаци до толщины сло более 0,9 мм увеличивает его хрупкость при последующей калибровке, а также уве личивает длительность технологического цикла. Тол11р1на цементированного сло 0,7-0,9 мм достигаетс проведением процесса цементации при 980-1050 С в течение 6-8 ч. Затем цементированную заготовку при давлении 100-300 МПа калибруют формообразуюпцш инструментом, на который предварительно нанос т порошок аморфного бора. Порошок аморфного бора обладает высокой диффузионной активностью и удовлетворительной прессуемостью, что дает возможность на операции калибровки зафиксировать слой этого порошка на рабочих поверхност х издели и в процессе дальнейших термических .операций получать в этих част х тугоплавкие соединени повышенной износостойкости . Пои давлении калибровки менее . 100 МПа наблюдаетс осыпание припрессованного сло ,так как не обеспечиваетс необходима механическа сцепл емость порошка бора и це- ментированной поверхности издели . При величине давлени калибровки бо лее 300 МПа наблюдаетс по вление локальных микротрещин, что может привести к снижению эксплуатационной долговечности . Калибровка цементированного издели в интервале давлени 100-300 МПа обеспечивает качественную припрессовку порошка аморфного бора к цементированной поверхности распьшител . Перед калибровкой слой порошка аморф ного бора нанос т на формообразующий элемент в виде смеси с глицерином ил машинным маслом толщиной около 1,0мм В дальнейшем распылитель повторно спекают в порошкообразной засыпке содержащей сплав сормайт. Повторное спекание в отличие от первого спекани формирует не только прочный металлический контакт ме аду порошкот выми частицами, но и определ ет весь комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств, так как в значительной мере измен ет структуру поверхностных слоев распылител и за присутстви в порошкообразной засьпке сормайта, содержащего диффузионный активный хром и другие легирую щие элементы. При этом на рабочих поверхност х распьшител образуютс карбобориды хрома с микротвердостью 1780-2200 кг/мм. Формирование карбоборидной структуры в сочетании с твер дым цементированным под ел о ем, состо щи из карбидов легирующего элемента (например , хрома), обеспечивает высокую износостойкость распылител и соответственно высокую эксплуатационную долговечность в т желых услови х эксплуаташ1и. Последуюище закалка и отпуск, формиру легированный мартенсит в основе издели , обеспечивают высокие прочносц ые характери тики издели . .Пример 1. Из порошка хромистой стали, содержащей Сг 9% первоначально при давлении 600 Ша форьвфуют Заготовку распылител в . стальной прессформе. Затем заготовку спекают при 1280 С, врем вьщержки 1,5 ч в атмосфере диссоциированного аммиака, доуплотн ют в штампе при давлении 1200 МПа, цементируют в твердом 1 ;арбюризаторе до получени глубины цементированного сло 0,7 мм в течение 6 ч при 980°С. Полученную заготовку подвергают при давлении 100 МПа калибровке пресс-инструментом , на формообразующие части которого предварительно нанос т слой порошка аморфного бора в смеси с машинным маслом толщиной около 1,0мм. Полученную заготовку с поверхностным слоем аморфного бора повторно спекают э порошкообразной засьтке, содержащей дормайт в количестве 70 вес. %, 29% шамота, 1% хлористого аммони при 1050 С в атмосфере диссоциированного аммиака в течение 2-х ч. Химический состав сплава сормайт. Никель Кремний 2-5 Углерод До 25 Марганец До 1,5 Железо Остальное В дальне{Ьоем распылители мазута закаливают с температуры 960° в масло и отпускают при 180°С в течение 2-х ч. Результаты испытаний приведены в таблице.The invention relates to powder metallurgy, in particular to methods for producing yellow loaded ones. and wear-resistant sintered articles of iron-based materials. A known method for producing sprays of a nozzle body, including inclusions, before pressing on the working surface of a forming tool, graphite powder, pressing a billet of iron powder, sintering in a powder bed containing an alloy of smithite lj. The disadvantages of this method are the strength and durability of products. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of obtaining products from materials based on iron, including pressing, casting blanks, pressure treatment, cementation and heat treatment-g; q 2. The disadvantage of this method is low operational resistance of fuel oil injectors. The aim of the invention is to increase the operational durability of fuel oil injectors. The goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining sintered LIHI from iron-based materials, mainly black oil nozzles, including pressing, sintering. blanks, pressure treatment, their cementation, heat treatment, pressure treatment of cemented blanks are carried out with a force of 100-300 MPa simultaneously with the application of an amorphous boron layer on the blank, after pressure treatment, additional sintering of the iron-based type and cementation is carried out billets are carried out at Evo-Yuzo C for 6-8 hours in a solid carburizer. The proposed method is carried out in the following manner. The powder is molded from a powder of alloyed chromium steel and then sintering the billet to form a metallic interparticle contact. The subsequent operation of additional consolidation leads to a decrease in the amount of residual porosity and an increase in the complex of the physicomechanical properties of the product. Next, a cementation of 76 2 sintered billets is carried out on a layer thickness of 0.7-0.9 mm in a solid carburizer. In steel containing alloying elements, such as chromium, carbides form in the surface layers with high wear resistance, and in the surface layers and in the core, a structure of high-alloyed solid solution is formed, hardened by hardening and having a high complex of physical and mechanical properties . Cementation to a layer thickness of less than 0.7 mm does not provide sufficient operational durability, since in this case it is possible to force the cemented layer under the impact of abrasive solid particles contained in the fuel oil stream. Cementation to a layer thickness of more than 0.9 mm increases its brittleness during subsequent calibration, and also increases the duration of the technological cycle. A thickness of 0.7-0.9 mm cemented layer is achieved by carrying out the cementation process at 980-1050 C for 6-8 hours. Then the cemented billet is calibrated with a tool with an amorphous boron powder previously applied at a pressure of 100-300 MPa. Amorphous boron powder has high diffusion activity and satisfactory compressibility, which makes it possible to fix the layer of this powder on the working surfaces of the product during the calibration operation and to obtain refractory compounds of enhanced wear resistance in these parts in the course of further thermal operations. Poi pressure calibration less. 100 MPa, crumbling of the pressed-in layer is observed, since the mechanical adhesion of boron powder and the cemented product surface is not necessary. When the calibration pressure is more than 300 MPa, local microcracks appear, which can lead to a decrease in the service life. Calibration of the cemented product in the pressure range of 100-300 MPa provides high-quality pressing of the amorphous boron powder to the cemented surface of the spacer. Before calibration, a layer of amorphous boron powder is applied to the forming element in the form of a mixture with glycerin or motor oil with a thickness of about 1.0 mm. Subsequently, the sprayer is re-sintered in a powder filling containing the sormite alloy. Repeated sintering, in contrast to the first sintering, forms not only a solid metal contact between powder particles, but also determines the whole complex of physical, mechanical and operational properties, since it significantly changes the structure of the surface layers of the atomizer and due to the presence of powder in the powdered samite containing diffusive active chromium and other alloying elements. At the same time, chromium carboborides with a microhardness of 1780-2200 kg / mm are formed on working surfaces of the spreader. The formation of a carboboride structure in combination with cement cemented under the board, consisting of carbides of the alloying element (for example, chromium), ensures a high wear resistance of the sprayer and, accordingly, a high operational durability under severe operating conditions. Subsequently, quenching and tempering, forming the doped martensite at the base of the product, provide high strength characteristics of the product. Example 1. From a powder of chromium steel containing Cr 9%, initially at a pressure of 600 Sha, a sprayer c. steel mold. Then, the billet is sintered at 1280 ° C, the recovery time is 1.5 hours in an atmosphere of dissociated ammonia, consolidated in a stamp at a pressure of 1200 MPa, and cemented in a solid 1; arburizer to obtain a cemented layer depth of 0.7 mm for 6 hours at 980 ° C . The obtained billet is calibrated with a press-tool at a pressure of 100 MPa; a layer of amorphous boron powder in a mixture with machine oil about 1.0 mm thick is preliminarily applied to the molding parts of which. The resulting billet with a surface layer of amorphous boron is re-sintered with a powdery cake containing 70 wt. Dormite. %, 29% chamotte, 1% ammonium chloride at 1050 ° C in an atmosphere of dissociated ammonia for 2 hours. The chemical composition of the sormit alloy. Nickel Silicon 2-5 Carbon Up to 25 Manganese Up to 1.5 Iron Else In the far {+ oyoi, fuel oil sprayers quench from a temperature of 960 ° to oil and release at 180 ° C for 2 hours. The test results are shown in the table.

§§

оabout

ооoo

«ло“Lo

00 го00 th

сwith

«3-ю"3rd

1ЛШ1LS

оabout

юYu

- лО- LO

смcm

Ч1го гCh1go g

о о oh oh

гg

оabout

гю 00 о -Cvlgyu 00 o -Cvl

00 Ti00 Ti

МM

3 3

00 о00 about

00 У100 U1

УHave

оabout

шsh

« о " about

II

о о. о о. ь о (d и пabout oh. about oh. l o (d and p

ONON

ооoo

тt

«"

«S"S

оabout

о about

оabout

-гоth

- I- I

№No

77

.Пример 2, Из порошка стали, содержащей Сг 11, первоначально прессу ют, спекают, доуплотн ют заготовку распылител по режимам, аналогичным приBeAeHHbnii в примере 1. Затем, заготовку цементируют в твердом карбюри-t заторе до получени толщины сло 0,8 мм в течение 6,9 ч при 1020°С. Полученную заготовку калибруют при давлении 200 МПа инструментом, покрытым аморфным бором, по режимам, аналогичным в примере 1 ,а также повторно спекают в порошкообразной засыпке, содержащей сормайт, по режимам и составу засьтки, аналогичных приведенным в примере 1, закаливают и отпускают по эквивалентным примеру 1 режи м м Example 2, From steel powder containing Cg 11, initially pressed, sintering, completing the sprayer preform according to the conditions similar to BeAeHHbnii in Example 1. Then, the workpiece is cemented in solid carburet-t mash to obtain a layer thickness of 0.8 mm for 6.9 hours at 1020 ° C. The resulting billet is calibrated at a pressure of 200 MPa with an instrument coated with amorphous boron, according to the modes similar to example 1, and also re-sinter in a powdery backfill containing sormight, according to the modes and composition of the wafer, similar to that shown in example 1, quenched and released according to the equivalent example 1 mode m

Результаты испытаний приведены в таблице. .The test results are shown in the table. .

Пример 3. Из порошка стали, содержащей рома. 13%, по режимам, аналогичным приведенным в примере 1, прессуют, спекают, доуплотн ют заготовку распылител , которую затем цементируют в твердом карбюризаторе до получени толщины сло 0,9ммв течение 8 ч при , в дальнейшем повторно спекают в порошкообразной засыпке, содержащей сормайт, по режимам и составу засыпки, аналогичнымExample 3. Powder of steel containing rum. 13%, according to the modes similar to that shown in example 1, pressed, baked, consolidated the sprayer billet, which was then cemented in a solid carburizer to obtain a layer thickness of 0.9 mm during 8 hours, and then re-sintered in powder filling containing on the modes and composition of the filling, similar

197768197768

.приведенным в примере 1, а также закаливают и отпускают по режимам, приведенным в примере 1.given in example 1, and also quenched and released according to the modes given in example 1.

Результаты испытаний приведены 5 в таблице.The test results are shown in table 5.

По известному способу из порошков легированных сталей с содержанием Сг 9-13%, прессуют заготовки распылителей с усилием, аналогичньм примеру 1,Опекают в атмосфере и по температурно-временному . режиму, аналогично примеру 1. Далее образцы подвергают i ковке при усилии Т200 МПа и температуре 1100®С. Затем заготовки науглероживают при температурах, аналогичных примерам 1-3 в шахтной печи в атмосфере состава (82% СН, 18% Ш) в течение 9-10 ч до толщины цементированного сло 0,7-0,9 мм, закаливают и от-;, пускают распьшители по режимам, аналогичным в примере 1. ,According to a known method, from powders of alloyed steels with a Cr content of 9-13%, the billet nozzles are pressed with force, similar to Example 1, They are taken care of in the atmosphere and in temperature and time. mode, similarly to example 1. Next, the samples are subjected to forging at an effort of T200 MPa and a temperature of 1100 ° C. Then, the blanks are carburized at temperatures analogous to examples 1-3 in a shaft furnace in the atmosphere of composition (82% CH, 18% W) for 9-10 h until the thickness of the cemented layer is 0.7-0.9 mm, quenched and hardened; , they allow drivers according to the regimes similar to those in example 1.,

Результаты испытаний представлены в таблице.The test results are presented in the table.

Как следует из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает эксплуатационную стойкость в 1,13-1,23 раза Bbmie, микротвердость в 1,5-2,24 раза больше, врем вЕф(ержкй при цементации на глубину 0,7-0,9 мм в 1,12-1,66 раз меньше по сравнению с известными способами.As follows from the table, the proposed method provides operational durability 1.13-1.23 times Bbmie, microhardness 1.5-2.24 times longer, the time EF (cervized to a depth of 0.7-0.9 mm in 1.12-1.66 times less compared with known methods.

Claims

METHOD FOR PRODUCING SINTERED

PRODUCT FROM IRON-BASED MATERIALS, mainly fuel oil nozzles, including pressing, sintering billets, pressure treatment, cementing, heat treatment, characterized in that, in order to increase the operational stability of fuel oil nozzles, pressure treatment of cemented billets is carried out with a force of 100-300 MPa simultaneously with the deposition of a layer of amorphous boron on the workpiece, after pressure treatment, additional sintering is carried out in the backfill of the alloy based on iron like sormite, and the workpieces are cemented yayut at 980-1050 ° C for 6-8 hours in a solid carburizer.

1 1119776 2