Способ получения спеченных изделий из материалов на основе железа

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА , преимзоцественно мазутньк форi сунок, включающий прессование, спекание заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости мазутных форсунок, обра1ботку давлением цементированных заготовок проводят с усилием 100-300 МПа одновременно с нанесением на aarotoBку слоя аморфного бора, после обработки давлением проводят дополнительное спекание в засыпке сплава на основе железа типа сормайт, а цементацию заготовок осуществляют при S 980-1050°С в течение 6-8 ч в твердом карбюризаторе. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ае а) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *BTOPCKGNIV СВИДЕТИВС1ВУ « «:,,1

Р (21) 3527002/22-02 (22) 23.12.82 (46) 23.10.84. Бюл. В 39 (72) E.Ä.Àâåðáóõ, А.А.Андрушевич, А.Я.Волчек, Л.И.Фрайман и Е.В.Звона" рев. .(71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (53) 621.762.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 872034, кл. В 22 F 5/00, 1981.

2. Японская заявка 9 53-67608, кл. 10А-604, кл. В 22 Р 3/24, 1978. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕ3(59 В 22 F 3/16 В 22 F )5/00 "

) ЛЕЗА, преимущественно мазутных форсунок, включающий прессование, спекание заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости мазутных форсунок, обра ботку давлением цементированных заготовок проводят с усилием 100-300 МПа одновременно с нанесением на заготовку слоя аморфного бора, после обработки давлением проводят дополнительное спекание в засыпке сплава на основе железа типа сормайт, а цементацию заготовок осуществляют при

980-1050 С в течение 6-8 ч в тверо дом карбюризаторе. спеченной заготовки на толщину слоя

0,7-0,9 мм в твердом карбюризаторе.

В стали, содержащей легнрующие элементы, такие как хром, в результате цементации в поверхностных слоях образуются карбиды, обладающие высокой износостойкостью, а в приповерхностных слоях и в сердцевине формируется структура высоколегированного твердого раствора, упрочняемого заЦементация до толщины слоя менее

0,7 мм не обеспечивает достаточной эксплуатационной стойкости, так как в этом случае возможно продавливание цементированного слоя при ударном воздействии абразивных твердых частиц, содержащихся в потоке мазута.

Цементация до толщины слоя более

0,9 мм увеличивает его хрупкость при последующей калибровке, а также уве-. личивает длительность технологического цикла.

Толщина цементированного слоя

0,7-0,9 мм достигается проведением процесса цементации нри 980-1050 С в течение 6-8 ч.

Затем цементированную заготовку при давлении !00-300 МПа калибруют формообразующим инструментом, на который предварительно наносят порошок аморфного бора.

Порошок аморфного бора обладает высокой диффузионной активностью и удовлетворительной прессуемостью, что дает возможность на операции калиб- ровки зафиксировать слой этого порошка на рабочих поверхностях изделия и в процессе дальнейших термических операций получать в этих частях тугоплавкие соединения повышенной износостойкости.

Пои давлении калибровки менее

100 NIIa наблюдается осыпание припрес" сованного слоя,так как не обеспечи" вается необходимая механическая сцепляемость порошка бора и це- . ментированной поверхности изделия.

При величине давления калибровки 6o-. лее 300 МПа наблюдается появление локальных микротрещин, что может при- . вести к снижению эксплуатационной долговечности.

Калибровка цементированного изделия в интервале давления 100-300 МПа обеспечивает качественную припрессовку порошка аморфного бора к цементированной поверхности распылителя.

Ф 1119776 2

Изобретение относится к порошко.-- вой металлургии, в частности к способам изготовления тяжелонагруженных .и износостойких спеченных изделий из материалов на основе железа. . 5

Известен способ получения распылителя форсунки, включающий нанесение перед прессованием на рабочую поверхность формообразующего инструмента порошка графита,прессование заготовки из железного порошка, спекание в калкой и имеющего высокий комплекс

В порошкообраэной засыпке, содержащей физико-механических свойств» сплав "сормайт" (11 .

Недостатками известного способа являются низкая прочность и износо- IS стойкость иэделий.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения изделий из материалов на основе 20 железа, включающий прессование, спе .кание заготовок, обработку давлением, их цементацию и термическую обработ-,ку (2) .

Недостатком известного способа 25 является невысокая эксплуатационная стойкость мазутных форсунок.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости мазутI ных форсунок. 30

Цель достигается тем, что соглас" но способу получения спеченных изде лий иэ материалов на основе железа, преимущественно мазутных форсунок, включающему прессование, спекание . заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, обработку давлением цементированных заготовок проводят с усилием

100-300 МПа одновременно с нанесением на заготовку слоя аморфного бо40 ра, после обработки давлением проводят дополнительное спекание в засыпке сплава на основе железа типа сормайт, а цементацию заготовок осуществляют при 980-1050 С в течение 6-8 ч в о 4S твердом карбюризаторе.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Из порошка легированной хромистой стали формуют заготовку распыли теля, затем производят спекание заготовки для формирования металлического межчастичного контакта.

Последующая операция доуплотнения приводит к,уменьшению величины оста- SS точной пористости и повышению комплекса физико-механических свойств иэделия. Далее проводят цементацию

3 111

Перед калибровкой слой порошка аморфного бора наносят на формообразующий элемент в виде смеси с глицерином или машинным маслом толщиной около 1,0мм.

В дальнейшем распылитель повторно спекают в порошкообразной засыпке, содержащей сплав сормайт. Повторное спекание в отличие от первого спекания формирует не только прочный металлический контакт между порошко-. 1p выми частицами, но и определяет весь комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств, так как в значительной мере изменяет структуру поверхностных слоев распыпителя из-1 за присутствия в порошкообразной засыпке сормайта, содержащего диффузионный активный хром и другие легирую-, щие элементы. При этом на рабочих поверхностях распылителя образуются щ карбобориды хрома с микротвердостью

1780-2200 кг/мм . формирование карбоборидной структуры в сочетании с твердым цементированным подслоем,состоящим из карбидов легирующего элемента (нап- д ример, xpoMa), обеспечивает высокую износостойкость распыпителя и соответственно высокую эксплуатационную долговечность в тяжелых условиях эксплуатации. Последующие закалка и отпуск, формируя легированный мар-. тенсит в основе изделия, обеспечивают высокие прочносцтые характеристики изделия. . Пример 1. Из порошка хромистой стали, содержащей Cr 9X, пер35 воначально при давлении 600 МПа формируют заготовку распылителя в

Химический состав сплава сормайт, Х:

26-,28

3-5

2-5

До 25

До 1,5

Остальное

Хром

Никель

Кремний

Углерод

Марганец

Железо

-В дальнейшем распылители мазута закаливают с температуры 960 в масло и отпускают при 180 С s течео ние 2-х ч.

Результаты испытаний приведены в таблице.

9776 4 стальной прессформе. Затем заготовку спекают при 1280 С, время выдержки

1,5 ч в атмосфере диссоциированного аммиака, доуплотняют в штампе при давлении 1200 МПа, цементируют в твердом карбюризаторе до получения глубины цементированного слоя

0,7 мм в течение 6 ч при 980 С. Полученную заготовку подвергают при давлении 100 МПа калибровке пресс-инструментом, на формообразующие части которого предварительно наносят слой порошка аморфного бора в смеси с машинным маслом толщиной около 1,0 мм.

Полученную заготовку с поверхностным слоем аморфного бора повторно спекают р порошкообразной засыпке, содержащей сормайт в количестве 70 вес. Х, 29Х шамота, 1Х хлористого аммония о при 1050 С в атмосфере диссоциированного аммиака в течение 2-х ч. о о

Ю 00

СС) О сО о о

СЧ о о о о а о

СЧ Q Ill

Ю СС о

00 л л

00 °

СЧ

СЧ СЧ

О

00 1

С ) Ю л

Ch о о о о

СЧ С ) в о о о о

М о

I 1.1

1 Ч.Э ! жо

cd Э

1,(о о

СЧ Ч о о о о

СГ1 о о а! о

4 CO

cCI Ch ь л О о л о

О\ ЯП. е» в о

Ф л О аО

I в л л о

00 Ф

A л о о

Л 00 Ch л л Ф о о о

1, 11

ССЪ

° »

yOieI, уое е®И

HCf К

Ю л арво

М

P cd Н ОМ

ezo

<О О..С одо о

uWeC0

1119776 о

М о

m ж

М

cd

Ф о ц

m dI

01 g4

r v

° сО

СЧ СЧ

1 о о е ао о

1

1 л л I

00 00 (7 Ch

Составитель В.Нарва

Редактор П.Коссей Техред Л.Микеш Корректор.А.Зимокосов

Заказ 7522/9 Тираж 774 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óàãoðîä, ул.Проектная,4

7 1119 ,Пример 2. Иэ порошка стали, содержащей Cr 113, первоначально прессуют, спекают, доуплотняют заготовку распылителя по режимам, аналогичным приведенныч в примере 1. Затем. ваго- 3 товку цементируют в твердом карбюри» заторе до получения толщины слоя

0,8 мм в течение 6,9 ч при 1020 С.

Полученную заготовку калибруют при давлении 200 МПа инструментом, покры- 10 тым аморфным бором, по режимам, аналогичным в примере 1,а также повторно спекают в порошкообраэной засыпке, содержащей сормайт, по режимам и составу засыпки, анапогичных приведен- И ным в примере 1, закаливают и отпускают по эквивалентным примеру 1 режи" мам.

Результаты испытаний приведены в таблице. 20

Пример 3. Из порошка стали, содержащей хрома 13Х, по режимам, аналогичнь|м приведенным в примере 1, прессуют, спекают, доуплотняют заготовку распылителя, которую затем цементируют в твердом карбюризаторе до получения толщины слоя 0,9мм в течение 8 ч при 1050оС, в дальнейшем повторно спекают в норошкообразной засыпке, содержащей сормайт, по режи- 30 мам и составу засыпки, аналогичным

776 8 .приведенным в примере 1, а также закаливают и отпускают по режимам, приведенным в примере 1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

По известному способу из порошков легированных сталей с содержанием

Cr 9-13Ж, прессуют заготовки распылителей с усилием, аналогичным примеру

;1, спекают в атмосфере и по температурно-временному. режиму, аналогично примеру 1. Далее образцы подвергают ) ковке при усилии f200 MIla и температуре 1100 С. Затем заготовки науглероживают при температурах, аналогичных " примерам 1-3 в шахтной печи в атмосфе. ре состава (82X СН, 18X NH ) в тече" ние 9-10 ч до толщины цементированного слоя 0,7-0,9 мм, закаливают и от-, пускают распылители по режимам, аналогичным в примере 1.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как следует из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает эксплуатационную стойкость в 1,13-1,23 раза вьппе, микротвердость в 1,5-2,24 раза больше, время выдержки при цементации на глубину 0,7-0,9 мм в 1, 12-1,66 раз меньше по сравнению с известными способами.