SU1675373A1

SU1675373A1 - Способ изготовлени износостойких изделий из порошковых материалов на основе железа

Info

Publication number: SU1675373A1
Application number: SU894701069A
Authority: SU
Inventors: Ефим Данилович Авербух; Леонид Борисович Беленький; Наум Юрьевич Борд; Евгений Владимирович Звонарев; Владимир Александрович Лукин; Владимир Алексеевич Осипов; Генадий Сергеевич Сыроежко; Леонид Ильич Фрайман
Original assignee: Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1991-09-07

Abstract

Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способам изготовлени износостойких в услови х абразивной эрозии изделий из порошковых сталей, примен ющихс в машиностроении , энергетике и строительной индустрии. Цель изобретени - повышение износостойкости при абразивной эрозии при одновременном сокращении длительности технологического цикла химико-термической обработки. Способ включает изготовление шихты, прессование, спекание, повторное прессование, первичную цементацию, повторное спекание, повторную цементацию , закалку и отпуск. Операции первичной цементации,повторного спекани и повторной цементации провод т в восстановительной газовой среде, при этом первичную цементацию осуществл ют в углеродсодер- жащей сажеобразующей атмосфере в течение 0,4 - 2,0 ч при температуре образовани железоуглеродистой эвтектики, повторное спекание - в безуглеродистой атмосфере при температуре на 450 - 500&deg; С ниже температуры первичной цементации, а вторичную цементацию - в бессажистой уг- леродсодержащей атмосфере в течение 4 - 7 ч. Применение предлагаемого способа позвол ет повысить износостойкость при абразивной эрозии в 1,15 - 1,25 раза при одновременном сокращении технологического цикла химико-термической обработки в 1,4 - 2.85 раза. 1 табл. Ё О VI СП СА) XI СО

Description

Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способам изготовлени износостойких в услови х абразивной эрозии, изделий из порошковых сталей, например пустотообразователей силикатного кирпича, распылителей мазутных форсунок и других деталей, примен ющихс в машиностроении, энергетике и строительной индустрии.

Целью изобретени вл етс повышение износостойкости при абразивной эроэии при одновременном сокращении длительности технологического цикла.

Это достигаетс тем, что в способе, включающем приготовление шихты, прессование , спекание, повторное прессование, первичную цементацию, повторное спекание , повторную цементацию закалку и от - пуск операции, первичную цементацию, повторное спекание и повторную цементацию провод т в восстановительной газовой среде, при этом первичную цементацию

осуществл ют в углеродсодержащей саже- образующей атмосфере в течение 0,4 - 2,0 ч при температуре образовани железоуглеродистой эвтектики, повторное спекание - в безуглеродистой атмосфере при температуре на 450 - 600° С ниже температуры первичной цементации, а вторичную цементацию - в безсажистой углеродсодержащей атмосфере в течение 4 - 7 ч.

Способ осуществл ют следующим образом .

Изготавливают шихту из порошковых материалов на основе железа, из которой прессуют заготовки, после чего их спекают дл получени металлического контакта между порошковыми частицами и повторно прессуют дл получени высокоплотных заготовок . В дальнейшем заготовки подвергают первичной цементации в газовой углеродсодержащей сажеобразующей атмосфере в течение 0,4 - 2,0 ч при температуре образовани железоуглеродистой эвтектики.

Выдержка заготовок внутри указанных временных пределов позвол ет получить заготовки из порошковых материалов на основе железа с равномерно расположенными на их поверхности износостойкими оплавленными карбидными включени ми при уменьшении продолжительности первичной цементации.

Затем производ т повторное спекание цементированных заготовок в восстановительной безуглеродистой газовой атмосфере при температуре на 450 - 600° С ниже температуры первичной цементации в течение 0,5 - 1 ч. Проведение повторного спека- ни цементированных заготовок в указанных температурно-временных интервалах обеспечивает достаточно высокую диффузионную подвижность углерода в железе . Вследствие сравнительно высокой диффузионной подвижности углерода при одновременной низкой скорости диффузии железа происходит перераспределение углерода в зоне оплавленных карбидов, при- вод щее к изменению их формы с многоугольной до более износостойкой округлой формы. При этом из-за весьма низкой диффузионной подвижности атомов железа в указанных температурно-временных интервалах не происходит образование грубой цементитной сетки, снижающей абразивную износостойкость изделий. К тому же процесс образовани грубой цементитной сетки на стадии промежуточного спекани подавл етс из-за наличи восстановительной безуглеродистой атмосферы , например диссоциированного аммиака или водорода.

Проведение повторного спекани внутри указанного временного интервала обеспечивает повышение абразивной износостойкости изделий при рациональной продолжительно5 сти технологической операции.

Далее заготовки подвергают вторичной цементации в безсажистой углеродсодержащей атмосфере в течение 4 - 7 ч.

Наличие безсажистой углеродсодержа0 щей атмосферы интенсифицирует процесс вторичной цементации, та как улучшает адсорбцию и последующую абсорбцию углерода порошковыми материалами на основе железа. Это приводит к получению качест15 венных цементированных слоев с повышенной износостойкостью в услови х абразивного износа.

Проведение вторичной цементации внутри указанных временных пределов по0 звол ет получить износостойкие поверхности порошковых заготовок, оптимально отвечающие правилу Шарли: мелкодисперсные карбиды вторичной цементации окружают крупные оплавленные карбидные

5 части, полученные на операции первичной цементации.

Пример 1 (по известному способу). Образцы, изготовленные по известному способу , имеют химический состав, аналогичный

0 химическому составу заготовок, приведенных в примерах 2 - 4. Из приготовленной шихты прессуют, спекают, повторно прессуют образцы по технологическим режимам, аналогичным приведенным в примерах 2-4. Затем

5 заготовки подвергают цементации в твердом карбюризаторе в течение 4 ч. промежуточному спеканию при 1100° С в течение 1 ч, повторной цементации в твердом карбюризаторе в течение 9 ч. Закалку и отпуск про0 вод т по режимам, аналогичным режимам в примерах 2-4.

Примеры 2-4. Изготавливают шихту дл заготовок составных частей издели пустотообразователь силикатного кирпи5 ча из порошковой композиции состава, мас.%: Сг 9, Fe остальное, путем смешивани в конусном смесителе, прессуют при давлении 600 МПа. спекают при 1280° С в течение 2 ч в атмосфере диссоциированного

0 аммиака, повторно прессуют усилием 1600 МПа. В дальнейшем заготовки подвергают первичной цементации в углеродсодержащей сажеобразующей атмосфере при температуре образовани железоуглеродистой

5 эвтектики 1150° С, в течение 0,4 - 2 ч. Заготовки спекают при 550 - 700° С в восстановительной безуглеродистой атмосфере - диссоциированном аммиаке в течение 0.5 - 1 ч и затем подвергают вторичной цемента- ции в безсажистой углеродсодержащей атмосфере при 1050° С в течение 4 - 7 ч закалке (950° С, 1 ч масло) и отпуску (180° С, 2 ч).

После чистовой шлифовки заготовки подвергают испытани м на абразивную износостойкость , которую провод т на установке известной конструкции Хрущева Х4-Б. Образцы в виде цилиндра истирают торцом об абразивную шкурку, нат нутую на плоскую сторону диска диаметром 250 мм, вращающегос со скоростью 60 об/мин.

Сравнительную износостойкость определ ют по соотношению величин обычного изнашивани испытываемого материала и эталонного материала:

с- ДО -А

ДСх /

где АСэ и рз - потер массы и плотность эталона:

AGx и р - потер массы и плотность исследуемого материала.

В качестве эталона примен ют сталь 45 в нормализованном состо нии твердостью 2000 МПа.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ, позвол ет повысить износостойкость при абразивной эрозии в 1,15 - 1,25 раза при

одновременном сокращении длительности технологического цикла химико-термической обработки в 1,4 - 2,85 раза.

Claims

Формула изобретени

Способ изготовлени износостойких изделий из порошковых материалов на основе железа, включающий приготовление шихты, прессование, спекание, повторное прессование , первичную цементацию, повторное спекание, повторную цементацию, закалку и отпуск, отличающийс тем, что, с целью повышени износостойкости при абразивной эрозии при одновременном сокращении длительности технологического цикла, первичную цементацию, повторное спекание и повторную цементацию провод т в восстановительной газовой среде, при этом первичную цементацию осуществл ют

в углеродсодержащей сажеобразующей атмосфере в течение 0,4 - 2 ч при температуре образовани железоуглеродистой эвтектики , повторное спекание - при температуре на 450 - 600° С ниже температуры первичной цементации в безуглеродистой атмосфере в течение 0,5 - 1 ч, а повторную цементацию - в безсажистой углеродсодержащей атмосфере в течение 4 - 7 ч.