SU942888A1

SU942888A1 - Method of producing combination sintered articles of different kind materials

Info

Publication number: SU942888A1
Application number: SU802910843A
Authority: SU
Inventors: Николай Ваганович Манукян; Хачатур Людвикович Петросян; Николай Левонович Акопов; Эвелина Геворковна Амбарцумян
Original assignee: Ереванский политехнический институт им.Карла Маркса
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1982-07-15

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способам из готовлени комбинированных изделий из разнородных материалов, и может быть использовано дл получени спеченных биметаллических изделий. Известен способ изготовлени двухслойных спеченных изделий, включающий послойную засыпку порошка в npecc-4J)Opму , совместное прессование слоев и спекание fl . Недостатком способа вл етс трудое кость контрол толщины и однородности формуемых слоев из-за различи насьш- ных плотностей исходных металлических порошков. Известен также способ изготовлени составных спеченных изделий сложной формы, включающий раздельное прессование деталей, их спекание, механическую обработку дл выполнени элементов соединени в виде скошенных выступов и выемок, помещение в места соединений припо или других соединительных элемен тов, сборку и окончательное соединение деталей в составное изделие. Способ позвол ет получать издели с высокой прочностью и надежностью соединени деталей 2 . Недостатком способа вл етс высока трудоемкость процесса, св занна со сложностью механической обработки контактных поверхностей спеченных деталей, Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому э(} фекту вл етс способ изготовлени комбинированных спеченных изделий из разнородных материалов, включающий разделъиое прессование деталей из разных по составу порошков, сборку, спекание и гор чую обработку давлением путем осадки в штампе. Способ обеспечивает получение изделий с плотностью до 98% З . Недостатком способа вл етс то, что при изготовлении изделий иа деталей на основе порошковых материалов, имеющих значительную разницу jcaaoK при спекании шрушаётс оелостност -сборной заготовки и снижаетс прочность сцеплени слоев между собой. Кроме того, известный способ вл етс трудоемким, посколгжу требует проведени спекани и использовани в св зи с этим дополнительного оборудовани . Целью изобретени вл етс упрощение процесса и повьппение прочности соединени изделий из материалов с различ ной величиной усадки. Цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени комбинированных спеченн1 1х изделий из разнородных материалов , включающим раздельное прессование деталей издели из разных по составу порошков, сборку и гор чую обработку давлением, прессование деталей провод т до пористости 30 - 40%, а после сборки осуществл ют совместную допрессовку до пористости 15 - 2О%, причем обработку давлением ведут путем выдавливани . Существо способа заключаетс в том, что двухсторонним статическим прессованием формируют детали наружной и внут ренней частей пористостью 30-40%. Детали формируют одинаковой высоты, производ т их сборку и совместно допрессовьгоают до пористости 15 - 2О% с последующей обработкой давлением путем выдавливани , осадки или прокатки. На фиг. 1 показана сборка деталей пористостью 35 - 4О% перед допрессов- кой; на фт. 2 - сборка деталей после допрессовки; на фиг. 3 - комбинированное изделие после вьздавливани . На фиг. 1, 2 и 3 показано взаиморасположение деталей издели ; где 1 внешн деталь - втулка, 2 - промежуточный слой из молибдедювого порошка. 3 - внутренн деталь - стержень. Исходным материалом в способе вл ютс разнородные пары металлических порошков, например, железо - титан марок ПЖ4М-(ПТЭМ-1) с соотношением объемов в свободно насыпанном состо$ти Fe / VT 1,7; железо - медь марок ПЖ4М-{ПМС-1 с соотношением объемов VfelVcu. 0.88. Псессование цетапей до пористости 30-4О% в сочетании с последующей допрессовкой до пористости 15-20% обеспечивает высокую прочность сцеплени слоев после обработки давлением . Прессование до пористости выше 40% не обеспечивает получение прочной сборки перед допрессовкой. При пористости ниже 15% в процессе допрессовки резко увеличиваетс давление прессовани и выпрессовки , происходит значительный наклеп и образование на поверхности заготовки микротрещин. Кроме того, допрессовка до пористости 15 - 20% обеспечивает после обработки давлением требуемый эффект получени прочного соединени . Пример 1. На гидравлическом прессе производ т двухсторонее статическое холодное прессование втулки ф 6О мм из порощка железа марки ПЖ4М под дайлением 150 МПа и стержн 30 мм из порощка титана марки ПТЭМ-1 давлением 110 МПа. Прессование осуществл ют до пористости « 30%. Получают детали высотой 80 М1. На стержень нанос т слой (толщиной пор дка 40 мкм) молибденово- го порошка. Затем производ т сборку деталей , допрессовывают под давлением 75О МПа до пористости 15%, нагревают в защитной среде при температуре 90О 950 С в течение 0,5 - 0,6 ч и провод т выдавливание со степенью обжати -5. Полученное изделие имеет практически беспористую структуру, прочность сцеплени деталей Тср.28 - ЗО кг/мм В таблице представлены результаты по прочности сцеплени переходной зоны в осевом направлении дл экструдированного издели из деталей на основе железа и титана при различных сочетани х пористости прессовани и допрессов% ки.(54) METHOD OF MANUFACTURING COMBINED SINTERED PRODUCTS FROM MISCELLANEOUS MATERIALS The invention relates to powder metallurgy, in particular, to methods for preparing combined products from dissimilar materials, and can be used to obtain sintered bimetallic products. A known method of manufacturing two-layer sintered products, including layer-by-layer filling of the powder in npecc-4J) Opmu, joint pressing of the layers and sintering fl. The disadvantage of this method is that it is difficult to control the thickness and uniformity of the formed layers due to the difference in the density of the original metal powders. There is also known a method of manufacturing composite sintered products of complex shape, including separate pressing of parts, their sintering, machining to form joint elements in the form of beveled protrusions and grooves, placement in the solder joints or other joints, assembly and final connection of parts into a composite product . The method allows to obtain products with high strength and reliability of connection of parts 2. The disadvantage of the method is the high laboriousness of the process associated with the complexity of machining the contact surfaces of the sintered parts. The closest to the proposed technical essence and achievable effect (}) is the method of manufacturing combined sintered products from dissimilar materials, including splitting the parts from different parts. the composition of the powders, assembly, sintering and hot working by pressure by precipitation in the die. The method provides for obtaining products with a density of up to 98% Z. This method is that when manufacturing items based on powder materials that have a significant jcaaoK difference during sintering, the agglomeration of the prefabricated material is reduced and the strength of adhesion between the layers decreases. Moreover, the known method is laborious, it requires sintering and use in connection with this of additional equipment. The aim of the invention is to simplify the process and improve the strength of the connection of products made of materials with different shrinkage values. The goal is achieved in that according to the method of manufacturing combined sintered 1x articles from dissimilar materials, including separate pressing of parts of the product from powders of different composition, assembly and hot working by pressure, pressing of parts is carried out to a porosity of 30-40%, and after assembly joint repressing to a porosity of 15 - 2%, and the pressure treatment is carried out by extrusion. The essence of the method lies in the fact that the parts of the outer and inner parts with a porosity of 30-40% are formed using two-sided static pressing. The parts form the same height, they are assembled and jointly pressed to a porosity of 15–2.0%, followed by pressure treatment by extrusion, precipitation or rolling. FIG. 1 shows the assembly of parts with porosity of 35–4O% before prepressing; on ft. 2 - assembly of parts after repressing; in fig. 3 - combined product after pressing. FIG. 1, 2 and 3 shows the interposition of parts of the product; where 1 external part is a sleeve, 2 is an intermediate layer of molybdenum powder. 3 - internal part - rod. The starting material in the method is heterogeneous pairs of metal powders, for example, iron - titanium of grades ПЖ4М- (ПТЭМ-1) with a ratio of volumes in a free-flowing state Fe / VT 1.7; iron - copper grades ПЖ4М- {ПМС-1 with the ratio of the volumes VfelVcu. 0.88. Pessation of cetapes to a porosity of 30-4 O%, combined with subsequent repressing to a porosity of 15-20%, ensures high adhesion of the layers after pressure treatment. Pressing to porosity above 40% does not provide a solid assembly before pressing. When the porosity is lower than 15%, in the process of repressing, the pressure of pressing and pressing out sharply increases; In addition, repressing to a porosity of 15-20% provides, after pressure treatment, the desired effect of obtaining a durable compound. Example 1. On a hydraulic press, two-sided static cold pressing of a sleeve of 6 mm diameter was made from iron powder grade PZh4M under diving 150 MPa and rod 30 mm from powder tip titanium PTEM-1 pressure 110 MPa. Pressing is carried out to a porosity of "30%. Get parts with a height of 80 M1. A layer (thickness of about 40 microns) of molybdenum powder is deposited on the rod. Then, parts are assembled, pressurized under pressure of 75 ° MPa to a porosity of 15%, heated in a protective environment at a temperature of 90 ° 950 ° C for 0.5-0.6 hours, and extrusion with a reduction rate of -5 is carried out. The resulting product has a practically non-porous structure, the strength of adhesion of parts Tcp.28 - 30 kg / mm. The table shows the results of adhesion strength of the transition zone in the axial direction for an extruded product made of parts based on iron and titanium with various combinations of extrusion porosity and dopers .

Прочность сцеп -3230-32 28-30 Ленин, ТСР кг/мм 30Durability coupling -3230-32 28-30 Lenin, TSR kg / mm 30

Как В1ЗДНО из таблицы, при уменьшении разницы между пористостью после прессовани и после допрессовки наблюдаетс снижение прочности сцеплени . При сочетани х и прочность сцеплени резко снижаетс с получением нестабильных свойств.As B1DT from the table, a decrease in the adhesion strength is observed with a decrease in the difference between the porosity after pressing and after pressing. When combined, the adhesion strength decreases sharply with unstable properties.

П- р И м е р 2. Исходный материал деталейкомбинированного издели медь титан . Приемы получени деталей и режимы прессовани и допрессовки аналогичны по примеру 1. Выдавливание после допрессовки осуществл ют по следующему режиму : температура экстру20-30 22-27 20-26 зии 75О - , врем нагрева 0,5 ч, степень обжати X 4. Полученное биметаллическое изделие имеет прочность сцеплени 25-27 кг/мм Использование предлагаемого способа обеспечивает технологическую возможность и упрощает технологию процесса изготовлени комбинированных спеченных изделий из разнь1х по составу порошковы материалов, имеющих резко отличающуюс степень усадки при спекании. Способ обеспечивает получение высокой прочности при соединении деталей и не требует проведени отдельной опера|ЦИИ спекани , что упрощает процесс и может примен тьс при изготовлении биметаллических изделий из разнородных пар металлов, например, железо - медь, титан - алюминий и других. Ф.ормула изобретени 1, Способ изготовлени комбинированных спеченных изделий из разнородныхPRI M e R 2. The source material of the combined product is copper titanium. The methods for obtaining parts and the modes of pressing and repressing are similar to those in Example 1. The extrusion after repressing is carried out according to the following mode: extrusion temperature 20-30 22-27 20-26 zii 75O - heating time 0.5 h, reduction rate X 4. the product has an adhesion strength of 25-27 kg / mm. The use of the proposed method provides technological capability and simplifies the technology of the manufacturing process of the combined sintered products from different composition of powder materials having a sharply different degree shrinkage during sintering. The method provides high strength when joining parts and does not require a separate operative | SII sintering, which simplifies the process and can be used in the manufacture of bimetallic products from dissimilar metal pairs, for example, iron - copper, titanium - aluminum and others. F. Formula of Invention 1, A method of manufacturing combined sintered products from dissimilar

////

ff

/ материалов, включающий раздельное прессование деталей издели из разных по составу порошков, сборку и гор чую обра ботку давлением, отличающий - с тем, что, с целью упрощени процесса и повьппени прочности соединени изделий из материалов с различной величиной усадки, прессование деталей провод т до пористости 30 - 40%, а после сборки осуществл ют совместную допрессовку до пористости 15 - 20%. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс тем, что обрабопсу давлением ведут путем выдавливани . Источники информации, . прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N« 3795511, кл. 75 - 2О8, опублик. 1974. 2.Патент Франции № 1522955, кл. В 22 , опублик.1968. 3.РЖ Технологи машиностроени . , № 9, 9Б434./ materials, including separate pressing of parts of the product from powders of different composition, assembly and hot working by pressure, which is so that, in order to simplify the process and improve the strength of the connection of products made from materials with different shrinkage values, pressing of parts is carried out the porosity is 30–40%, and after assembly, joint repressing is carried out to a porosity of 15–20%. 2. The method according to claim 1, of which is that the pressure treatment is carried out by extrusion. Information sources, . taken into account in the examination 1. US Patent N "3795511, cl. 75 - 2О8, published. 1974. 2.Patent of France No. 1522955, cl. At 22, published in 1968. 3. RCM Mechanical Engineering. , No. 9, 9B434.

ТАTA

Claims

Claim

1. A method of manufacturing combined sintered products from dissimilar materials, comprising separately pressing parts of the product from powders of different compositions, assembling and hot forming, characterized in that, in order to simplify the process and increase the strength of the joint products from materials with different shrinkage , parts are pressed to a porosity of 30–40%, and after assembly, joint pressing is performed to a porosity of 15–20%. _

2. The method of pop. 1, characterized in that the pressure treatment is carried out by extrusion.