SU916094A1

SU916094A1 - Method of producing sintered composite articles of different materials

Info

Publication number: SU916094A1
Application number: SU802957796A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr L Kemurdzhian; Izrail D Radomyselskij; Viktor N Klimenko; Nikolaj V Manukyan; Izrail I Rozentsvejg; Khachatur L Petrosyan; Semen A Shepel; Galina G Lvova; Irina V Vlasyuk; Nikolaj L Akopov; Valentin Ya Kurovskij
Original assignee: Erevanskij Polt Inst
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1980-07-16
Publication date: 1982-03-30

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления спеченных составных изделий.The invention relates to powder metallurgy, in particular to methods for the manufacture of sintered composite products.

Известен способ изготовления комбинированных изделий, включающий формирование из обычной компактной стали детали вала, нанесение на соединяемую поверхность вала, насечки, прессование детали шестерни, нанесение на насеченную часть вала припоя, сборку деталей и горячую пластическую деформацию 11] .A method of manufacturing combined products is known, including forming a shaft from a conventional compact steel, applying a shaft onto the surface to be joined, notches, pressing a gear piece, applying a solder onto the notched shaft, assembling parts and hot plastic deformation 11].

Недостатком способа является высокая трудоемкость процесса и его узкие' технологические возможности, связанные с тем, что способ применения для соединения деталей из однородных материалов, причем юдна из деталей выполняется из компактного материала.The disadvantage of this method is the high labor intensity of the process and its narrow technological capabilities, due to the fact that the method of application for connecting parts made of homogeneous materials, and one of the parts is made of compact material.

Известен также способ изготовления спеченных изделий сложной формы, например зубчатых колес, включающий раздельное прессование заготовок внутренней и наружной деталей изделия, сборку, спе2Also known is a method of manufacturing sintered articles of complex shape, for example, gear wheels, which includes separate pressing of the inner and outer parts of the workpieces, assembling, spec2

кание и пропитку места стыка медным расплавом С2 1 .Kaniya and impregnation of the junction with copper melt C2 1.

Недостатком данного способа является трудоемкость и энергоемкость процесса, а также узкие технологические возможности.The disadvantage of this method is the complexity and intensity of the process, as well as narrow technological capabilities.

Известен способ изготовления биметаллических изделий, в частности коллекторных пластин электродвигателя, включающий загрузку в пресс-форму порошков· разного состава, их совместное прессование, нагрев и горячее Динамическое прессование 13} .A known method of manufacturing bimetallic products, in particular collector plates of an electric motor, comprising loading into the mold powders of different composition, their joint pressing, heating and hot. Dynamic pressing 13}.

Способ Дает экономию меди, но не исключает полностью возможность снижения прочности соединения разных по материалу деталей изделия.Method It saves copper, but does not completely exclude the possibility of reducing the strength of the connection of different parts of the product.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ изготовления" спеченных составных изделий из разнородных материалов, включающий раздельное прессование из металлического порошка деталей изделия, их сборку, спе3 916094 4The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed is a method of manufacturing "sintered composite products from dissimilar materials, including separate pressing of metal parts of the product from metal powder, their assembly, spec3 916094 4

канне и горячую пластическую деформацию экструдированием 4 ..canne and hot plastic deformation by extrusion 4 ..

Недостатком известного способа является трудоемкость процесса, связанная с необходимостью проведения двухкрат— 5 ного нагрева под спекание и экструцирование, а также недостаточно высокая прочность соединения деталей.The disadvantage of this method is the laboriousness of the process associated with the need to carry out two to five heating for sintering and extrusion, as well as the insufficiently high strength of the connection of parts.

Цель предлагаемого технического решения является упрощение процесса и повышение прочности соединения.The purpose of the proposed technical solution is to simplify the process and increase the strength of the connection.

' г, Для достижения указанной цели в способе изготовления спеченных составных изделий из разнородных материалов, включающем раздельное прессование деталей, их сборку и горячую пластическую деформацию, раздельное прессование деталей проводят до плотности 35-40%, сборку осуществляют с размещением между соединяемыми деталями металлической фольги и перед горячей деформацией сборку подвергают холодной допрессовке до плотности 15-20%.In order to achieve this goal, in the method of manufacturing sintered composite products from dissimilar materials, including separate pressing of parts, their assembly and hot plastic deformation, separate pressing of parts is carried out to a density of 35-40%, the assembly is carried out with metal foil being placed between the parts to be joined before hot deformation, the assembly is cold-pressed to a density of 15-20%.

Сущность способа заключается в том, * что статическим холодным прессованием из порошка различных по составу материалов получают детали с пористостью 35-40%, которые являются внутренней и наружной частью конечного составногоThe essence of the method lies in the fact that * by static cold pressing from a powder of different composition of materials, parts with a porosity of 35-40% are obtained, which are the inner and outer parts of the final composite

30thirty

изделия, например стержень и втулку.products, such as a rod and sleeve.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На стержень помещают металлическую фольгу и производят сборку путем установления стержня с фольгой внутри втулки. Затем проводят холодную допрессовку сборки до пористости в деталях 15—20%.A metal foil is placed on the rod and assembled by placing the rod with a foil inside the sleeve. Then, cold repressing of the assembly to porosity is carried out in details of 15–20%.

В процессе допрессовки металлическая фольга, деформируясь,образует шероховатую и зигзагообразную поверхность.. ⁴⁰ In the process of repressing, the metal foil, deforming, forms a rough and zigzag surface .. ⁴⁰

Такую форму принимают также и кон— такгные поверхности стержня и втулки, обеспечивая тем самым высокую прочность сцепления как в осевом, так и в радиальном направлении.This form is also assumed by the con-roller surfaces of the rod and sleeve, thereby ensuring high adhesion strength both in the axial and in the radial direction.

Последующую горячую пластическую деформайию осуществляют выдавливанием, осадкой или прокаткой.Subsequent hot plastic deformation is carried out by extrusion, draft or rolling.

Исходными материалами служат различные металлические порошки (железо, ⁵⁰медь, титан и их сплавы).The source materials are various metal powders (iron, ⁵⁰ copper, titanium and their alloys).

В качестве материала переходной зоны используют металлическую фольгу молибдена, стали, меди, бронзы, латуни и других хорошо Совмещаемых с соединяемыми 55 металлов.Metallic foil of molybdenum, steel, copper, bronze, brass and other well-combined with 55 metals is used as a material for the transition zone.

Прессование деталей с пористостью ©ыше 40% нецелесообразно, так как вPressing parts with porosity © more than 40% is inexpedient, since

противном случае получаются непрочные заготовки, которые при сборке в биметаллическую систему легко разрушаются. При пористости воке 15% резко возрастают давления прессования и выпрессовки, в результате чего на поверхности изделия образуются микрогрещины.otherwise, fragile workpieces are obtained, which are easily destroyed when assembled into a bimetallic system. With a wok porosity of 15%, the pressing and extrusion pressures increase dramatically, with the result that microcracks form on the surface of the product.

Пример. 1. На гидравлическом прессе проводят двухстороннее статическое холодное прессование втулки из железного порошка марки ПЖ4М (давление 150 МПа) и стержня из титанового порошка марки ПТ ЭМ-1 (давление 110. МПа). Пористость стержня и втулки 40%, высота 80 мм. Стержень обертывают молибденовой фольгой толщиной 0,15 мм и вставляют во втулку.Example. 1. On a hydraulic press, two-sided static cold pressing of a bushing of iron powder brand PZh4M (pressure 150 MPa) and a rod of titanium powder brand PT EM-1 (pressure 110. MPa) is carried out. The core and sleeve porosity is 40%, height is 80 mm. The core is wrapped with molybdenum foil 0.15 mm thick and inserted into the sleeve.

После этого осуществляют совместную допрессовку при давлении 750 МПа (пористость 15%). Сборку помещают в оболочку с внутренним диаметром 52 мм и внешним 58 мм для защиты материала от окисления. После нагрева в расплаве стейла при 900-950° в течение 0,50,6 ч проводят экструдирование со степенью обжатия .λ =4.After this, joint repressing is carried out at a pressure of 750 MPa (porosity 15%). The assembly is placed in a shell with an inner diameter of 52 mm and an outer 58 mm to protect the material from oxidation. After heating in the melt of the steel at 900–950 ° for 0.50.6 h, extrusion is carried out with a degree of reduction. Λ = 4.

Использование молибденовой фольги для данной биметаллической пары деталей обеспечивает получение прочного соединения и возможность дальнейшей высокотемпературной термической обработки без распая деталей.The use of molybdenum foil for this bimetallic pair of parts provides a strong connection and the possibility of further high-temperature heat treatment without decoupling the parts.

При выбранных оптимальных режимах эксгрудирования биметаллической сборки железо—титан получают практически беспористую структуру.With the selected optimal modes for the extrusion of a bimetallic iron-titanium assembly, an almost porous structure is obtained.

Результаты определения прочности сцепления приведены ниже в таблице. Пористость, % Прочность сцепленияThe results of determining the adhesion strength are given in the table below. Porosity,% Adhesion Strength

переходной зоны в осевом направлении,the transition zone in the axial direction,

кг/мм^г kg / mm ^g 40 - 15 40 - 15 38 - 40 38 - 40 40 - 20 40 - 20 38 - 40 38 - 40 30 - 15 30 - 15 35 - 38 35 - 38 30-20 30-20 32 - 34 32 - 34 20-15 20-15 26 - .28 26 - .28 20 (без доп— 20 (without additional— рессовки) ressovki) 20 - 24 20 - 24 Как видно из приведенных данных, As can be seen from the above data, лучшие результаты top scores получены при соче— obtained by combining тании следующих значений пористости! The following porosity values! 40-*15; 40-*20; и 40- * 15; 40- * 20; and 30-» 15. 30- 15. П р и м е р 2. PRI me R 2. В качестве материалов As materials деталей используют parts use порошки меди и ги- copper and gypsum powders

тана.tana.

Порядок операции аналогичен последовательности, описанной в примере 1The order of operation is similar to the sequence described in example 1

5 9160945 916094

Температура нагрева перец экструди— рованием 750—800 , выдержка 0,5 ч, степень обжатия Л =4. Пористость деталей после предварительного прессования 35-40%, после допрессовки 15-20%. Прочность сцепления ^=33-35 кг/мк/.The heating temperature of the pepper by extruding is 750–800, an extract of 0.5 h, the degree of compression is L = 4. The porosity of the parts after pre-pressing is 35-40%, after doping is 15-20%. Adhesion strength ^ = 33-35 kg / micron /.

Использование предлагаемого способа упрощает технологию изготовления спеченных составных изделий из разнородных материалов, при этом исключается необходимость в операции спекания сборного изделия, не требуется трудоемких операций механической обработки для получения рельефа в месте соединения для 'улучшения прочности сцепления.Using the proposed method simplifies the technology of manufacturing sintered composite products from dissimilar materials, thus eliminating the need for the operation of sintering precast products, does not require labor-intensive machining operations to obtain relief at the junction for improving adhesion strength.

¹ Способ позволяет изготавливать тонкостенные биметаллические изделия, предварительная механическая обработка которых затруднена. ¹ The method allows to produce thin-walled bimetallic products, preliminary machining of which is difficult.

Способ обеспечивает высокую прочности сцепления деталей изделия и может быть использовано в производстве различных по конфигурации биметаллических изде' лий.The method provides high adhesion strength of the product parts and can be used in the production of bimetallic products of various configurations.

Claims

Claims ²⁵

A method of manufacturing sintered composite products from dissimilar materials, including the separate pressing of parts, their assembly and hot plastic deformation, which means that. in order to simplify the process and increase the strength of the joint, separate pressing of parts is carried out to a density of 35–40%, the assembly is carried out with metal foil between the parts to be joined, and before hot deformation the assembly is cold pressed to a density of 15–20%. · _