Способ спекания изделий из порошковых материалов

 

СПОСОБ СПЕКАНИЯ. ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев и выдержку в восстановительной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса и безопасности труда, в качестве восстановительной среды берут расплав смеси буры с тетраборатом железа или меди, взятыми в соотношении 90:10 - 95:5 соответственно . (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4 (5!1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbIYMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H ABTOPCKOMV 06ИАИ ВЪСТВМ г> О

МФ (21) 3664978!22-02 (22) 22 ° 11.83 (46) 07.05.85. Бюл. 9 17 (72) В.В. Саваренский, В.Г. Мельников, P.À. Юматова и Т.Г. Комарова (71) Ивановский ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт (53) 621.762.5(088.8) (56} 1. Раковский В.С. Спеченные материалы в технике. М., "Металлургия", 1978, с. 232.

2. Авторское свидетельство СССР

У 804207, кл. В 22 Р 3/26, 1971. (54) (57) СПОСОБ СНЕКАНИЯ, ИЗДЕЛИЙ ИЗ

II0P0I11K0BbIX МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев и выдержку в восстановительной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса и безопасности труда, в качестве восстановительной среды берут расплав смеси буры с тетраборатом железа или меди, взятыми в соотношении 90:10 — 95:5 соответственно.

1154049

20 пористых заготовок смесью керосина и скипидара.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса и безопасности труда.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу спекания изделий из порошковых материалов, вкгпочающему нагрев и выдержку в вос- 45 становительной среде, в качестве восстановительной среды берут расплав смеси буры с тетраборатом железа или меди, взятыми в соотношении

90:10 — 95:5 соответственно. SO

Бура (тетраборат натрия) — На В,О„»

«10 Н,О обладает восстанавливающими окислы свойствами, но из-за высокого содержания (свыше 477) кристалло- . гидратной и конституционнои воды для

55 процессов спекания порошковых иэделий не подходит, поскольку при нагревании выделяющиеся пары воды окисИзобретение относится к способу изготовления изделий методом порошковой металлургии и может быть использовано для получения спеченных изделий различного назначения: антифрик- 5 ционного, конструктивного, электротех" нического;

Известен способ получения спеченных иэделий методом порошковой металлургии, включающий спекание изделий в водороде, как восстановительной среде (1$.

Однако водород является дорогим привозным газом, кроме того, он образует в смеси с кислородом воздуха г (в определенной пропорции) взрывоопасную смесь, что затрудняет широкое применение этого газа, как среды спекания, особенно на мелкосерийных участках порошковой металлургии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ спекания изделий иэ порошковых материа— лов, включающий нагрев и выдержку в восстановительной среде. В качестве восстановительной среды используют смесь керосина и скипидара 23.

Недостатками известного способа получения спеченных материалов явля- ЗО ется воэможность окисления заготовки, необходимость в вытяжной вентиляции для удаления пожароопасных паров керосина и скипидара, выделяющихся из пор при спекании, необходимость в . З5 специальной установке для пропитки ляют изделия, Если в буру ввести порошки желе з а или меди, то при температурах порядка 400-450 С порошки связывают кристаллогидратную и конституционную воду, превращаясь в окислы соответствующих металлов. При сплавлении буры с окислами укаэанных металлов (при температурах 600700 С) получаются прозрачные стекла перлы-буры — тетрабораты железа и меди, не дающие во,е вернуться в состав буры при охлаждении.

Количество тетраборатов менее

5 мас .X не могут связать . все количество воды, выделяющееся при нагревании буры; количество тетраборатов более 107. ухудшает качество изделий и удорожает процесс получения спеченных изделий иэ-эа повышенного расхода порошков железа и меди.

П р и и е р 1. В контейнер засыпают 0,25 кг порошка меди и 2 кг буры. Сверху засыпают детали иэ меди (держатели контактов). Сверху засыпают еще порошка буры, так что общее количество ее составило

9,75 кг. Контейнер выдерживают в печи при 860 С в течение 1 ч. Содержание окислов в спеченных изделиях — до 2,57.. Детали можно применять там, где от них не требуется прочности и жесткости.

Пример 2. В контейнер из нержавеющей стали вместимостью 10 кг засыпают 2,0 кг буры технической и

0,5 кг порошка меди ПИС-2. На этот слой укладывают медно-графитовые изделия (уплотнители подвода пара к барабанам красильных машин). Затем изделия засыпают бурой, причем общая масса буры — 9,5 кг. Контейнер помещают в эакалочную печь и выдерживают 1,5 ч при 820 С. В спеченных изделиях содержание окислов не превышает 1,3-1,57..

Пример 3. В контейнер за сыпают 2 кг буры и 0,75 кг порошка железа. На слой этого порошка укладывают по всей площади,онтейнера спрессованные втулки из железного порошка (втулки оси ручной лебедки) .

Затем изделия засыпают порошком буры так, что общая масса буры равнялась

9,25 кг. Контейнер выдерживают в печи 1,5 ч при 1150 С. Содержание окислов в спеченных изделиях не превышает 0,9-1, 17..

1154049

Таблица 1

Температура прокаливания

Соотношение буры и тетраборатов железа или меди в смеси, мас.%

Смеси порошков железа или меди, С

1 97,5:2,5

550

600

95,0:5,0

92,5:7,5

90,0:10,0

87,5:12,5

650

700.

750

Параметры способов получения спеченных изделий при спекании их в смеси буры и тетраборатов металлов

30 по примерам приведены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Параметры способа

В смесей

Качество спеченных Кратность изделий использования

Время спекания, ч

Необходимость вентиляции, другие требования

Не нужна

1,0

Удовлетворительное, отдельные пятна на поверхности

Свыше 50

То же

Хорошее

На некоторых изделиях трещины

1,5

Необходимая вентиляция, пожаробезопасное помещение

Известная

Пример 4, В контейнер засыпают 2 кг буры и 1 кг порошка железа. На этот слой помещают втулки из железо-медно-графитовой шихты (втулки батанного механизма ткацкого 5 станка) . Изделия засыпают сверху

7 кг буры так, что общая масса буры равна 9 кг. Изделия спекают в печи 1,5 ч при 1060 С. Содержание окислов в изедлиях не превышает

О, 7-0, 97.

Пример 5 ° В контейнер засыпают 0,75 кг медного порошка и 2 кг буры. На этот слой укладывают изделия из сплава на основе меди (БГр-4). 15

Сверху детали засыпают бурой, причем общая масса буры равне 9,25 кг. Контейнер выдерживают в печи 1,5 ч при

760 С. Содержание окислов в спеченных материалах около 0,75Х. 20

Пример 6. В контейнер засыпают 0,75 кг медного порошка и 2 кг буры. На этот слой укладывают детали (держатели электродов) иэ сплава на основе меди-латуни. Сверху детали засыпают бурой, при этом общая масса буры равна 9,25 кг. Контейнер выдерживают в печи в течение 1,5 ч при 720 С. Содержание окислов в спеченных деталях 0,82-0,877.

Рецептура некоторых смесей для снекания и параметры ее получения приведены в табл. 1.

1154049

Таблица 3

Повышение экономичности процесса спекания достигается за счет многократного использования дешевой недефицитной среды с восстанавливающими свойствами, повышение безопасности труда эа счет применения негорючей и нетоксичной среды для спекания, улучшение охраны окружающей .10 среды иэ-за отсутствия выброса в атмосферу каких-либо веществ, воэ" можность создания участка порошковой металлургии с предлагаемым способом спекания в любом помещении без затраты дополнительных средств

15 на его оборудование. ачество изделий

Смес одержание окислов, 7

1,0 Удовлетворительное 2,5

Хорошее 1, 3-1, 5

Хорошее О, 9-1, 1

1,5

Хорошее 0,7-0,9

1,5

1,0

Трещины. Количество окислов

Качество получаемых изделий хорошее, так как содержарие окислов в них не превышает 1,0-1,5Х. не проверялось

Xopomee 1,3-1,7

Иэвест1 ф 5 ная

Заказ 2582/10 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Т. Шевелева.Редактор А. Шандор Техред М.Надь Корректор В. Вутяга