Способ изготовления изделий из металлических порошков

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОИКОВ, преимущественно таз тяжелых сплавов, включакяций предварительное формование заготовки и ее горячее изостатическое прессование в пресс-форме путем передачи давления через сыпучую среду , отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности равноплотных тонкостенных и сложнофигурных изделий, горячее изостатическое прессование осуществляют с предварительным нагревом и прессованием сыпучей среды под давлением , равным давлению изостатического прессования при температуре, не превышающей температуру начала спекания материала заготовки. V

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

NL5CI

РЕСПУБЛИН

3 В 22 F 3 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITPO (21) 3385891/22-02 (22) 29.01.82 (46) 30.03 ° 83. Бюл. Р 12 (72) Н.И.Качалин и В.IO.Белов (53) 621.769.4.016(088.8) (56) 1. Найдич Ю.В. и др. Жидкофазное спекание под давлением композиций вольфрам«никель-медь. — "Порошновая металлургия", 1977, Р 4, с.4349.

2. Авторское свидетельство СССР

9 451507, кл. В 22 F 3/14, 1974 ° (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ, преиму„,SUÄÄ 1007 1 A щественно из тяжелых сплавов, включающий предварительное формование заготовки и ее горячее изостатическое прессование в пресс-форме путем передачи давления через сыпучую среду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности равноплотных тонкостенных и сложнофигурных изделий, горячее изостатическое прессование осуществляют с предварительным нагревом и прессованием сыпучей среды под давлением, равным давлению изостатического прессования при температуре„ не превышающей температуру начала спекания материала заготовки.

О е

1007831

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам горячего прессования изделий иэ порошков тяжелых сплавов.

Известен способ горячего прессования порошковых композиций вольфрам- 5 никель-медь в графитовой,пресс-форме, включающий загрузку порошковой композиции в пресс-форму, нагрев в вакууме до температуры 1350 С с непрерывной передачей давления до 100 кг/см через жесткий графитовый пуансон(1).

Недостатки способа заключаются в трудности изготовления сложнофигурных изделий, а также неравномерности распределения. плотности по объему 15 изделий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления иэделий из металличес- ;щ ких порошков, включающий предварительное формование заготовки и ее горя" чее изостатическое прессование в пресс-форме путем передачи давления через сыпучую среду, в качестве кото- 25 рой берут графит 2 .

НеДостаток известного способа заключается в образовании на поверхности получаемых изделий наплывов„ гофр, трещин, что обусловлено контактом поверхности иэделий в процессе прессования с сыпучей средой.

Цель изобретения - улучшение качества поверхности равноплотных, тонкостенных и сложнофигурных иэделий тяжелых сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий из металлических порошков, преимущественно из тяжелых сплавов, включающему предварительное формование заготовки и ее горячее иэостатическое прессование в пресс° форме путем передачи давления через. сыпучую среду, горячее изостатическое прессование осуществляют с предварительным нагревом и прессованием сыпучей среды под давлением, равным давлению изостатического прессования при температуре, не превышающей .температуру начала спекания материала заготовки.

Осуществляя перед горячим прессованием заготовки прессование сыпучего тела (порошка графита) при температуре, не превышающей температуру начала спекания материала заготовки, уплотняют сыпучее тело в условиях отсутствия крипа (полэучести ) материала заготовки под нагрузкой В этих условиях усилие внешнего рения 60 сыпучего тела недостаточно для смещения поверхностных слоев предварительно отформованной заготовки. Этим обеспечивается сохранение формы и качества поверхности заготовки перед 65 горячим иэостатическим прессованием.

В то же время, прессуя сыпучее тело давлением, равным давлению горячего прессования, обеспечивают расчетную уплотняемость (количественная технологическая характеристика порошкового тела p=f(p)) сыпучего тела, которая не увеличивается в процессе горячего прессования. Этим обеспечивается отсутствие внешнего трения сыпучего тела с поверхностью заготовки при горячем прессовании и тем самьио улучшается качество поверхности изделия из тугоплавкого материала, которое при этом получается равноплотным, тонкостенным и сложнофигурным.

Предварительно сформованную из металлического порошка заготовку помещают в полость графитовой прессформы, Между заготовкой и графитовым пуансоном помещают сыпучее тело — порошок графита. Нагревая прессформу в вакууме, нагревают. заготовку до температуры начала спекания материала заготовки. Одновременно с этим к сыпучему телу прикладывают давление, равное расчетному давлению горячего прессования. После завершения усадки графитового порошка давление снижают до нулевого значения. Продолжают нагревать прессФорму с температуры начала спекания материала заготовки до температуры горячего прессования. Одновременно с этим нагревом начинают вновь равномерно наращивать давление до достижения расчетной величины. После иэотермической выдержки давление снимают, а пресс-форму охлаждают.

В зависимости от размеров заготовки, влияющих на прочность прессформы, расчетное давление горячего прессования колеблется от 70 до

250 кг/см .

Ц р и м е р 1. Предварительно в гидростате давлением 1500-2500 ати формуют заготовку в виде оболочки толщиной 3,5-15,5 мм с наружным диаметром 170-190, 240 мм. Материалом заготовки служит механическая смесь порошков, вес.Фг Mt 3, Со 2; M - остальное. Затем заготовку помещают в полость графитовой пресс-формы. На заготовку засыпают порошок кристаллического литейного графита марки

ГЛ-1 по ГОСТ 5279-74. Полость закрывают графитовым пуансоном, Пресс-форму помещают в индукционно-вакуумную печь. В печи с вакуумом порядка

3.10 Змм рт. ст. пресс-Форму с заготовкой нагревают до 900 С за

60 мин. Одновременно с нагревом к сыпучему телу прикладывают расчетное давление 75 кг/см . Расчетная величи.

На давления обусловлена прочностью

1007831. Составитель Д.Попов

Редактор А.Фролова Техред О.йеце; ЕорректорС.Шекмар

«««««««

««««««««««««««««««««««««««««« «««

Заказ 2199/14 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретеннй И открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб. д.4/S

Ь ««««««««««««««««« « «

Филиал ППП "Патент",r.Óìãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4 графитовой пресс-форьы при данной температуре и материалом заготовки.

После завершения усадки графитового порошка, определенного косвенным методом, давление снижают до нулевого значения. Затем нагревают пресс- 5

Форму с 900 С до температуры горячего ивостатического прессования 1350©С, о

Нагрев осуществляют со скоростью

5 .С/мнн.. Одновременно с нагревом 10 . равномерно наращивают давление до достижения расчетной величины 75 кг/см.

После изотермнческой выдержки в те-. чение 50 мин давление снимают и охлаждают пресс-Форму. Из охлажденной 35 пресс-Форваа извлекают готовую обо,.лочку толщиной 2 - 8 мм. На внутренней поверхности оболочки отсутствуют концентрические гофры, наплывы, трещины, а сама поверхность имеет, правильную сферическую форму.

П р н м е р 2. Прн получении полусферической оболочки из ВНИ-3 с размерамн ф 176х95 мму ф 171х92,5 мм коэффициент использования вольфрамо- э4 вого nopawca (КИИ! новваиается на

ЗОВ, так как уменьшается припуск на механическую обработку по внутренней сферической поверхности на 1,5 мм (на глубину поверхностного дефекта в сЩчае использования, способа,изго товления оболочки по прототипу).

В качестве базового объекта выбран способ получения заготовок для инерционных грузов и .деталей в у-аппаратах нэ тяжелого сплава ВНИ3-2. Технология изготовления включает холодное прессование при давленки 1 тс/см с последующим . спеканнем в водородной среде или вакууме при температуре 1480-1520 С. Технологические условия не регламентируют разноплотность (ориенуировочная раэ- ноплотность 0,6 г/см ).

Преимущества предлагаемого объекта перед базовым состояТ в воэможности изготовления тонкостенных иэделий сложной Форьы; получения высо-. кой и равномерной плотности по объему изделий.

Преимущества предлагаемого способа перед прототипом .заключаются в улучшении качества поверхности) в том что готовое изделие не требует дальнейшей механической ббработки, в случае предъявления повышенных требований к шероховатости и точности изготовления изделия качество поверхности гарантирует минимальные прнпуски на механическую работу.