SU850312A1 - Способ изготовлени спеченных изделийиз МАТЕРиАлОВ HA OCHOBE жЕлЕзА - Google Patents

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству деталей машин, преимущественно роликов подшипников качения, из материалов на основе железа.

Известен способ изготовления деталей машин из материалов на основе железа, включающий прессование заготовок, спекание, повторное прессование и повторное спекание [1}.

Недостатком указанного способа является недостаточная прочность и твердость поверхности заготовки, что не отвечает требованиям к деталям, работающим при больших нагрузках, например к роликам подшипников качения. Кроме того, механические свойства анизотропны по поверхности деталей, что приводит к быстрому их разрушению при эксплуатации.

Известен способ изготовления деталей машин из порошков на основе железа, включающий смешивание порошков, прессование заготовок при давлении 6-8 т/см⁴, их спекание, дефор-. мацию и последующую термообработку£2J.

Недостатками известного способа’ являются высокие энергозатраты и большие расходы металла за счет уплотнения заготовки до монолитного 30 состояния. Для деталей машин, напрИмер для роликов подшипников качения, рабочей частью является поверхность,' поэтому достаточно уплотнения только поверхностного слоя изделия. Кроме того, механические свойства деталей, полученных этим способом, не однородны по поверхности. Это приводит к их быстрому разрушению при эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому ί по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления спеченных изделий из Материалов на основе железа, включающий смешивание пррошков, прессование заготовок при давлении 6-7 т/см⁴, предварительное спекание в защитной атмосфере при 900^С в течение 2ч, допрессовку при давлении 8-9 т/см⁴ и окончательное спекание в защитной атмосфере при 120Д°С в течение 2 ,ч [3].

Недостатком известного способа является неоднородность свойств по поверхности изделий, одинаковое уплотнение поверхности и внутренних ;сдоев изделий.

Цель изобретения - повышение механических свойств и облегчение изделия за счет сохранения' пористой сеодцевины.

Поставленная цель достигается •тем, что в способе изготовления спеченных изделий из материалов на основе железа, преимущественно doликов подшипников качения, после окончательного спекания изделия подвергают обработке путем прокатки с обжигом при давлении 8-15 т/см²Предлагаемый способ осуществляют следующим обоазомПорошки исходных компонентов смешивают, прессуют изделия при давлении 6-8 т/см* и спекают изделия в восстановительной атмосфере при 9001000°С, повторно прессуют при давлении 9-10 т/см²· и спекают при 11001200°С, после чего осуществляют холодную поверхностную прокатку с усилием 8-15 т/см².

Двухстадийноё прессование и спекание позволяет достичь наивысшую плотность заготовок. Установлено, что предельная плотность заготовок, равная 87-92%, достигается двухстадийным прессованием при давлении 6- 2 т/см² на первой стадии и 9-10 т/см при вторичном прессовании.

Первое спекайие при 900-1000°С дает минимальную усадку заготовки. Это позволяет производить первичное и вторичное прессование в одной прессформе. В процессе первого спекания при температуре свыше 1000°С размеры и форма заготовок существенно изменяются, поэтому необходимо изготовлять специальную пресс-форму, что увеличивает стоимость изделий. Температура первого спекания оказывает влияние также на механическую прочность заготовок. Увеличение температуры спекг.ния приводит к образованию значительного количества металлических связей между частицами, что в свою очередь требует увеличения давления повторного прессования.

Повторное спекание при температуре 1100-1200°С приводит к усадке заготовок и увеличению их твердости. При поверхностной холодной прокатке заготовок возникают усилия, которые способствуют поверхностному течению материалов, уплотняют поверхностный слой, вовлекая в этот процесс вглубь лежащие слои. После прокатки упрочненный слой обладает более монолитной структурой.

Прокатку проводят с усилием 8 — 15 т/см¹, обеспечивающим повышение твердости и прочности.При прокатке с усилием менее 8 т/см² не достигается необходимой твердости для изделий, работающих в условиях повышенных нагрузок, например для роликов подшипни 'ков качения.При прокатке.с усилием более 15 т/см² прочность и твердость изделий меняются незначительно.Поэто-> му увеличение усилия прокатки нецелесообразно.

е Пример. Для изготовления роликов подшипников качения из материала ЖГР1, 5x2 (2,5% графита, 2% хрома, остальное - железо) смешивают порошки железа, хрома, графита в те•д чение 2ч, прессуют изделия при давлении 6-8 т/см², спекают в атмосфере водорода в течение 2 ч при 950°С, после этого проводят повторное прессование, при давлении 9-10 т/см^ги спекание при 1150°С. .Спеченные изделия 15 подвергают поверхностной прокатке с усилием 8-15 т/см²·. После поверхностной прокатки плотность поверхностного слоя не ниже 98%, сердцевины 91-95%. Глубина уплотнительного слоя в цент20 ральной части ролика 0,6-1,0 мм, торцовых частей 1,15-1,4 мм. Средняя микротвердость сердцевины изделия 498 κγ/nw , поверхностного слоя 680824 кг/мм².

Предлагаемый способ позволяет получать изделия с поверхностным уплотненным слоем с сохранением пористой сердцевины, что обеспечивает облегчение изделия на 5-8%.

Claims (1)

1. ίСпособ изготовления спеченных изделий из материалов на основе железа, преимущественно роликов подшипников качения,включающий смешивание ’5 порошков,предварительное прессование заготовок при давлении 6-8 т/см², первое спекание в восстановительной атмосфере при 900-1000°С, повторное прессование при давлении 9-10 т/см² 40 и окончательное спекание в восстановительной атмосфере при температуре 1100-1200°ΰ, отличающийс я тем, что, с целью повышения ме- ханических свойств и облегчения иэделия за счет сохранения пористой сердцевины, после окончательного спекания изделия подвергают обработке путем прокатки с обжатием при давлении 8-15 т/смг