Способ изготовления спеченных биметаллических железомедных изделий с глухим отверстием

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (1È

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф с

М

° В

Ъю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3315417/22-02 (22 ) 06. 07. 81 (46 ) 15.07. 84. Бюл, р . (72) H,ß.CèäîÐåíêî, Г,К,Бундур, В.В.Ефимовский, T.З,Терехов и О.A.Áîðèñîâà (71),Всесоюзный научно-исследователь.ский и проектно-конструкторский институт технологии злектромашиностроения (53) 621,762.5(088 ° 8) . (56) .1. Раковский В,С. Спеченные материалы в технике. М., "Металлургия", 1978, с. 176-177.

2, Патент gtOA 9 3665585, кл. В 22 F 3/12, 1972, 3 11 В 22 F 7/02 В 22 Р 5/00

У.(54 ) (57 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕН-

НЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОМЕДНКХ ИЗДЕЛИИ С ГЛУХИМ ОТВЕРСТИЕМ, включающий раздельное прессование и спекание охватываемой железной и охватывающей медной деталей с отверстием, их соединение с натягом и диффузионное совместное спекание, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения герметичности соединения, охва« тываюшую медную деталь поессчют с глухим ToDIIQM одностооонним Ilgecco

:ванием с доиложением давления 4-

5 т/см со стороны глухого торца и опекают при 450-500 С.

1102659

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления спеченных биметаллических изделий.

Известен способ изготовления спеченных биметаллических железомедных иэделий, заключающийся в том, что иэделия получают путем соединения исходных деталей простой конфигурации ° Исходные детали прессуют иэ . металлических порошков. Плотность прессовок практически постоянна по высоте. Прессовки подвергают спеканию пб режимам, необходимым для данного материала, в частности прессование железных деталей производят при двустороннем приложении давления 5-7 тс/cxz а медных 4-5 тс/см .

Спекание железной детали производят

s защитной атмосфере в течение двух ч при 1150-1200 С, а медной - при

800 С в течение 2 ч.

Спеченные детали насаживают одна на другую с натягом при усилии 0,81,0 тс. Повторное (диффузионное) спекание собранных изделий осуществляют при тех же режимах, что и спекание отдЬльных деталей 1).

Недостатком данного способа является невозможность получения иэделия, состоящего иэ охватываемой железйой и охватывающей медной детали с глухим отверстием. Наиболее близким к предложенному ,по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления спеченных биметаллических железомедных изделий с глухим отверстием, заключающийся в том, что производят раздельное прессование и спекание охватываемой железной и охватывающей медной деталей с отверстием, соединение их с натягом и диффузионное совместное спекание (23.

Недостаток известного способа— низкая герметичность соединения.

0елью изобретения является ловышение герметичности соединения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления спеченных биметаллических желеэомедных изделий с глухим отверстием, включающему раздельное прессование и спекание охватываемой железной и охватывающей медной деталей с отверстием, их соединение с натягом и диффузионное совместное спекание,охватывающую медную деталь прессуют с глухим торцом односторонним прессованн- ем с приложением давления 4-5 т/см со стороны глухого торца и спекают при 450-500 С.

Одностороннее прессование охватывающей медной детали с глухим торцом со стороны глухого торца обеспечивает переменную по высоте иэделия плотность (от 7,0 — 7,3 г/смз до

6,0-6, 3 г/см з ), что при дальней55

В качестве исходных материалов при прессовании железной детали испольэовали порошок марки ПЖ2М2

ГОСТ 9849-74, медной — порошок марки ПМС-1 ГОСТ 7960-75. Прессование производили на гидравлическом прессе. Железные детали прессовали при давлении 7 т/см с двусторонним приложением усилия. Медные детали прессовали при давлении 4,0-5,0 т/cM

Z с односторонним приложением усилия с со стороны глухого торца до получения переменной плотности детали по шемдиФФуэионном спекании изделий обеспечивает равномерную усадку по высоте и герметичное прочное биметаллическое изделие.

Уменьшение давления прессования менее 4 т/см приводит к снижению прочности охватывающей медной дета- ли. Увеличение давления прессования . выше 5 т/см приводит к перепрессовке иэделия, к вспучиванию иэделия

10 в процессе диффузионного спекання.

Спекание при 450-500 С позволяет практически избежать искажения Аориы медной детали и с то же время сохранить ее достаточную конструк)5 ционную прочность. уменьшение температуры спекания ниже 450 С не позволяет осуществлять сборку медной н железной деталей с натягом (разрушается медная деталью. увеличение температурЫ выше 500ОC приводит к заметному искажению Формы медной детали.

Предложенный способ изготовления спеченных биметаллических изделий включает следующие операции. ,1. Двустороннее прессование железной исходной детали при давлении

6-7 тс/см2

2. Прессованне медной исходной детали при одностороннем приложении

30 усилия при давлении 4-5 тс/cez со стороны глухого торца (плотность де,тали по высоте..изменяется от 7,0-7,3 г/см до 6,0-6,3 г/см).

3. Спекание железной детали в эа 5 щитной среде при 1150-1200 С в течение 1,5-2 ч.

4. Спекание медной. исходной детали в защитной среде при 450-500 С в течение 1,5-2 ч, 46 5. Соединение исходных железной и медной деталей с натягом (усилие

0,8-1,0 тс ).

6. ДиААузионное спекание биметаллического изделия в защитной среде при 800-850 С в течение 0,5-1 ч.

На чертеже показаны йормой исходных железной(а ) и медной (б) деталей, а также биметаллического иэделия после соединения исходных дета5О лей (в 1 и после диффузионного спекания (г), изготовленных по предложенному способу.

1102659

В таблице приведены свойства спеченных биметаллических железомед- 15 нык изделий с глухим отверстием, .полученных известным и предложенным способом.

7,0

12-14

160-180

7,0

Трещины на стенках медной части изделия

Известный

Предложенный

6,0 180-190

7,0

7,1

180-200

6,2

6,3 200-220

7,3

Трещины на стенках медной части изделия

Вспучивание донышка медной части изделия

83-92

5,7 . 60-75

6.8

4-7

7,5

6,4 .. 200-210

5 глухим отверстием обеспечивает првы — .

О щенке герметичности соединения при одинаковой с известным способом прочности соединения деталей, высоте от 7,0 г/смз до 6,0 г/см>.

Спекание исходных деталей осуществляли в лабораторной печи в вакууме

10 мм рт.ст., в течение 2-х ч. Температура спекания для железных деталей составила 1150 С, медиых—

450 С. Затем производили соединение исходных железной и медной деталей с натягом, усилием опрессовки 0,9 тс.

Дийбузионное спекание биметаллического иэделия производили в вакууме 10 мм рт.ст. при 850 С в течение 1 ч, Из представленных в таблице данных следует, что предложенный способ изготовления спеченных биметаллических желеэомедных изделий с

Для оценки прочности соединения деталей определялась нагрузка, необходимая для отрыва данной части и зделия.

Герметичность оценивали по степени проникновения жидкости внутрь иэделия, что фиксировали по изменению веса войлочной шайбы, помещенной внутрь иэделия и впитывающей прошещаую через неплотности жидкость.

Примеры 1-3 (см.табл.) относятся к использованию нижних (1), средних (2 ), верхних (3) значений параметров, 4 — для значений ниже заявленных (давление 3,5 т/см, температура спекания 350 -С 5 — для значений выше заявленных (давление

3,5 т/см, температура спекания г

550 С) .

1102659

Составитель В.Нарва

Редактор М.Бандура ТехредМ. Надь Корректор И. Эрдейи

Заказ 4883/9 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ ГОсударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4