SU1340904A1 - Способ получени спеченных изделий из латунных порошков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к способам получени  спеченных изделий из латунных порошков. Цель изобретени  - повьшение механических свойств изделий , снижение трудоемкости их изготовлени  и увеличение коэффициента использовани  материала. Изобретение осуществл ют следуюЕ им образом. Медный порошок засыпают в шаровую мельницу дл  усреднени  состава и обра- батьгоают в течение 2-3 ч. Одновременно измельчают медно-цинковую лигатуру в течение 6-8 ч. Измельченные порошки меди и медно-хщнковой лигатуры смешивают в течение 2-3 ч. После смешени  формируют заготовки с по- . ристостью 25-30%, которые нагревают в восстановительной или защитной атмосфере до 700-750 С. Нагретую заготовку помещают в матрицу, нагретую до 400-450 С и экструдируют через Отверстие при отношении диаметра отверсти  к диаметру прессовки 0,2- 0,5. Перед вьшрессовкой матрицу нагревают на 50-70°С выше рабочей температуры матрицы. При изготовлении деталей типа штуцер удлиненную часть штуцера получают из экструдированной части издели , а фланцевую часть - из пресс-остатка. 1 з.п. ф-лы. 4 табл. S СП со 4 О со о 4

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к способам получени  спеченных изделий из латунных порошков.

Цель изобретени  - повышение механических свойств изделий, снижение трудоемкости их изготовлени  и увеличение коэффициента использовани  материала.

Способ осуществл ют следующим образом .

Медный порошок марки ПМС-1 или IIMC-2 засыпают в шаровую мельнипу дл  усреднени  состава и разрушени  комков. В мельнице обрабатывают 2- 3ч. Одновременно измельчают медно- цинковую лигатуру в течение 6-8 ч. В результате измельчени  размер частиц порошка достигает 5-20 мкм. После 20 ратуре выЕ1е 450 С довольно заметно изнашиваетс  оснастка. Температурна  стабилизаци  может производитьс  нагревательным устройством в совокупности с охладителем, например вод ным.

25 После переноса заготовки в пресс- форму производ т прессование через открытую матрицу, т.е. экструдируют. Экструдирование дает возможность получать издели  удлиненной формы с по-

30 вышенными прочностными и физическими свойствами, в св зи с тем, что в результате зкструдировани  порошковые частицы при скольжении друг относительно друга крепко свариваютс , обизмельчени  медного порошка и лигатуры их смешивают в шнековом смесителе в течение 2-3 ч.

После смешени  формуют пористые заготовки в цилиндрических матрицах при давлении 4-5-10 МТа с тем, чтобы пористость составл ла 25-30%. Этот интервал по пористости  вл етс  необходимым и достаточным, поскольку он вли ет на качество прессовок при дальнейшей обработке (нагревании в защитной или восстановительной атмосфере ) . Правильно выбранный интервал пористости позвол ет избежать образование водородной болезни при нагре- 35 разу  прочную и плотную структуру.

ве. При пористости меньше 25% в прес- Таким образом получаютс  повышенные

прочностные свойства по всей длине прессуемого издели ,. Длина экструдисовке создаетс  большое количество закрытых пор, привод шдх к взаимодействию водорода с окислами и снированнои части при этом не ограничижению качества изделий. При пористое- 40 ваетс . Однако дл  этого необходимо

ти выше 30% снижаютс  прочн.остные свойства холоднопрессованных заготовок .

После холодного прессовани  прессовки загружают в печь с контролируемой атмосферой, В качестве защитной атмосферы могут примен тьс  газы: азот, аргон, гелий. В качестве восстановительной атмосферы могут примен тьс : чистый водород, диссоциированный а)1миак, эндогаз. Температура, до которой нагревают прессовку перед помещением в штамп, составл ет 700- 750°С. При нагреве до температуры ниже 700°С в результате резкого охлаждени  при переносе заготовки из печи в штамп температура может быть недостаточной дл  предани  прессовке в зкопластических свойств, которые

необходимы дл  интенсивной пЛастичес- кой деформации. При температуре свыше 750 С могут произойти негативные

 влени  оплавлени  прессовки, окислени  при контакте с воздухом, перегрева пресс-блока и др. Нагретую прессовку помещают в пресс-блок, температуру которого поддерживают в пределах 400-450°С. Дл  получени  качественных изделий на всем прот жении процесса гор чего прессовани  необходимо стабилизировать температуру пресс-формы.

При температуре стабилизации ниже 400°С происход т  влени  переохлаждени  очагов деформации прессовки при гор чем прессовании и по влени  гор чих трешлн на издели х, а при темперованнои части при этом не ограничи5

правильно выбирать интервал отношени  диаметров прессовки и отверсти , через которое производ т экструди- рование. При соотношении °ота, 0.2

d прес.

отверстие слишком мало дл  того,чтобы обеспечить при данной пластичности экструдируемого материала полноту процесса деформировани . За счет внутреннего трени  в порошковом теле при указанном соотношении пластическое течение через отверстие может вообще не наступить.

dote.

При соотношении S 0,5 экст5 прес

рудирование тер ет свои положительные качества в св зи с тем, что диаметр отверсти  становитс  чрезмерно большим, и в середине издели  могут

0

по витьс  неуплотненные места, которых не коснулась пластическа  деформаци  материала.

После экструдировани  прессуемое изделие за счет сцеплени  со стенками матрицы, в особенности при отсутствии высокотемпературной смазки, схватьшаетс  с матрицей и дл  выпрес- совки в этом случае требуетс  большое усилие, в некоторых случа х превосход щее усилие прессовани . Дл  облегчени  выпрессовки резко нагре- вают матрицу, при этом стенки матрицы расгаир ютс  и отстают,от прессовки .

В этот момент прикладывают усилие вьтрессовки, которое составл ет 0,1- 0,15 от усили  прессовани . Нагр.ев пресс-формы производ т на 50-70 С выше температуры, при которой работает матрица во врем  гор чего прессовани .

При нагреве ниже 50°С не достигатс  эффекта скачкообразного расшиени  матрицы, а при нагреве выше 70°С прогреваетс  само изделие, и за счет собственного распшрени  издели  е производитс  раскрытие стыка между прессовкой и матрицей. Выпрессован-зо изделий, в сравнении с известными.

ное изделие охлаждают и подвергают окончательной обработке.

При изготовлении деталей типа штуцер с удлиненной и фланцевой част ми удлиненную часть штзщера получают из экструдированной части из- делн , а фланцевую часть - из пресс- остатка.

Пример. Берут порошок ПМС-1 и усредн ют его в шаровой мельнице при следующих режимах: диаметр барабана 200 мм; объем 6000 см; скорость вращени  барабана 58 об/мин.

Примен ют следуюпще соотношени :

объем шаров- п AS- .

объем барабана объем порошка 3; диаметр шаров 5-10 мм; усреднение проводили в течение 2-3 ч.

Медно-цинковую лигатуру используют по ТУ 4808-418-70.

Измельчение лигатуры провод т в шаровой мельнице с теми же параметрами в течение 6-8 ч.

Смешение медного порошка и измельченной медно-цинковой лигатуры (размер частиц этих порошков составл л- 5-20 мкм) производ т в шнековом смесителе в течение 2-3 ч.

Полученный порошок формуют в прессовке ф 40 мм и высотой 25 мм. Прессовки взвешивают и отношением плотностей пористой заготовки и компактного материала определ ют пористость, котора  находитс  в пределах 25%. Нагрев прессовок производ т в печи СТН 1,,5 Ml5 в среде аргона до

. Бьщерживают при этой температуре 1-2 мин. Одновременно производ т температурную стабилизацию пресс- формы. В начале процесса прессовани  ее нагревают электроподогревом, а в

процессе самого прессовани  ее охлаждают посредством вод ного охлаждени . Температура при этом посто нно контролируетс  и поддерживаетс  равной 450°С.

После нагрева прессовки ее помещают в пресс-форму и экструдируют при отношении диаметров отверсти  и заготовки, равном 0,35. Затем скачкообразно нагревают матрицу пресс-формы

путем быстрого увеличени  напр жени , подаваемого на нагреватель.. После этого осуществл ют выпрессовку,

В табл. 1 представлены механичес- . кие свойства образцов, полученных из

Свойства получены на цилиндрических образцах с соотношением высоты к диаметру , равным 0,65, поскольку статическим гор чим прессованием получить

g деталь типа штуцер невозможно. Испытани  проводили по ГОСТ 1497-61 на гагаринских образцах.

Как видно из табл. 1, механические свойства полученных изделий выше,

0 чем по известным технологи м.

В табл. 2 приведены данные по зависимости начальной пористости П на свойства полученных заготовок. Остальные параметры процесса были слеd .

5

0

5

отв.

дующими: Т 7 0,35;

заг.

Т,, 730°Сч

В табл. 3 приведены данные по зависимости температуры нагрева прессовки на свойства получаемых заготовок. Остальные параметры процесса были следуюшд1ми: Tj 450 С;

отв.

0,35; П 25%.

jor,

в табл. 4 приведены данные по за- .

висимости отношени 

на свой заг .

ства полученных заготовок. Остальные параметры процесса были Следующие: Tj 450°С; Т,,г 730°С; П 25%.

Таким образом, пpeдлaгae a IЙ соб позвол ет повысить механические свойства получаемых изделий. Прочность на разрыв повышена на 10-12%, увеличена плотность. За счет снижени  твердости материала при умень- шении относительного удлинени  улучшена обрабатьшаемость резанием. В 2-3 раза уменьшена трудоемкость изготовлени  изделий по сравнению с механообработкой . Коэффициент использо- вани  материала увеличен при этом с 0,4-0,5 до 0,9-0,95.

Claims (2)

1. Способ получени  спеченных изделий из латунных порошков, включающий измельчение медного порошка и медно-цинковой лигатуры, смешивание.

За вленный 11

-

Прокат по ГОСТ 1019-47

Прототип (гор чее прессование в закрытой форм

5

0

нагрев, гор чее деформирование в матрице пресс-формы и выпрессовку, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  механических свойств изделий, снижени  трудоемкости их изготовлени  и увеличени  коэффициента использовани  металла, перед гор чим деформированием из порошка формуют заготовки пористостью 25-30%, нагревают их в восстановительной или защитной атмосфере до 400-450°С, стабилизируют температуру матрицы в пределах 400-450°Cs а гор чее деформирование провод т экструзией через отверстие в матрице при отношении диаметра отверсти  к диаметру прессовки 0,2-0,5.,

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и и с   тем, что при. изготовлении издели  типа штуцер удлиненной формы- с фланцем удлиненную часть штуцера получают из экструдированной части, а фланцевую - из пресс-остатка,

Т а б л и ц I 1

31,0 52,0

53

35,6 15,0 60

Таблица 2

Экструзи  8,6 не происходит 38

Р 7 О , h

17,5

не происходит

38,80

17,50

Таблица 3

8,65 38,5

Заготовка оплавилась и потер ла форму

18,418,2

Таблица 4

38,40 38,00 26,0 18,20 18,50 14,30