Способ изготовления изделий из порошков углеродистых сталей

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами при 1000-1100 с, отличающийся тем, что, с целью повьшения гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий, перед насыщением карбидообразующими элементами проводят электролитическое никелирование поверхности изделий на толщину 5-25 мкм и трехкратную термоциклическую обработку в интервале температур Aci±50°C. (rt cr

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ONIH

РЕСПУБЛИК

„3К„1155358

У1 Ц В 22 F 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,!;

C и ето сиаму сащдтильстм ,21) 3535782/22-02 (22) 07.01.83 (46) 15.05.85. Бюл. ¹ 18 (72) Н.Н. Гребнев, Ю.В. Туров, Л.И. Фрайман и Е.В. Звонарев (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (53) 621.762.8(088.8) (56) 1. Андрушевич А.А. и др. Опыт применения двухступенчатых механических форсунок со спеченными распылителями. — "Электрические станции", .1980 № 6, с. 68-69.

2. Ворошнин Л.Г. и др. Химикотермическая обработка металлокерамических материалов. Минск, Наука и техника, 1977, с. 55. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ПОРОШКОВ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами при 1000-1100 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью новьппения гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий, перед насыщением карбидообразующими элементами проводят электролитическое никелирование поверхности изделий на толщину

5-25 мкм и трехкратную термоциклическую обработку в интервале температур

Ас1+50 С.

1155358

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу изготовления износостойких порошковых изделий, и может быть использовано в машино ;троении для повышения эксп- 5 луатационной стойкости и;;.олговечности изделий, работающих в условиях гидроабразивного износа.

Известен способ изготовления износостойких изделий, включающий при- 10 готовление смеси порошков, прессование, спекание, науглероживание поверхности изделий, закалку и отпуск

f13 °

Данный способ не позволяет получать изделия с высокой износостойкостью, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовле-20 ния износостойких изделий из порошков углеродистых сталей, включающий прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами лри 10001100 С (2) 25

Однако изделия, изготовленные известным способом, имеют 15-18Х остаточной пористости. В этом случае поры

В

Я располагаются как на рабочей поверхности изделия, так и в объеме метал- З0 ла. Образование дефектов на рабочей поверхности снижает долговечность изделий лри эксплуатации в условиях гидроабразивного износа.

Цель изобретения — повышение гид- З5 роабразивной износостойкости и долговечности изделий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий из порошков углеродистых » сталей, включающему прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами при 1000-1100 С, перед насыщением карбидообразующими элементами проводят электролитическое нике-45 лирование поверхности изделий на толщину 5-25 мкм и трехкратную термоциклическую обработку в интервале температур Ас, +50 С.

В процессе прессования и спекания получают изделия определенных размеров и формы. Пористость изделий после слекания составляет 15 — 18X, максимальный размер поперечного сече-55 ния пор составляет 15 мкм. При электролитическом никелировании на рабочей поверхности порошковых изделий получают беслористый слой никеля, толщиной не менее диаметра пор.

При термоциклической обработке при температуре Ас, +50 С материала изделия интенсивно протекают диффузионные процессы в системе железо— никель с образованием на поверхности изделия слоя железоникелевого сллава.

Граничные значения температурных интервалов нагрева и охлаждения обуславливаются полными р превращением в порошковых углеродистых сталях в процессе термоциклической обработки, которая приводит к формированию мелкозернистой структуры материала. Нагрев выше температуры Ас + о

+50 С приводит к росту зерна, а ниже

Ас1-50 С вЂ” к неполному - преврао щению, что вызывают снижение механических и технологических свойств материала.

С увеличением толщины никелевого слоя более 25 мкм в структуре хромированного (карбидного) слоя появляются участки, обогащенные никелем, которые приводят к снижению гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий. С уменьшением толщины никелевого покрытия менее 5 мкм на поверхности хромированного слоя появляются поры, количество которых при этом увеличивается до 10Х. Увеличение лористости на поверхности приводит к снижению гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий.

Пример 1. Порошок углеро дистой стали с содержанием углерода

0,6Х прессовали при давлении 10 т/см спекали в атмосфере диссоциированного аммиака при 1050 С в течение 2 ч и получали распылители с пористостью

15 — 18K. После этого распылители подвергали электролитическому никелированию в электролите (рН 5,0-5,5) при 25 С и плотности тока 2 А/дм в течение 0,5 ч и получали на их поверхности беспористые никелевые покрытия толщиной 5 мкм. Последующая термоциклическая обработка заключается в трехкратном нагреве в соляной ванне до температуры на 50 С вьш|е Лс„ материала распылителя с лоследующим охлаждением до температуры на 50 С ниже

Ac . После охлаждения до комнатной температуры раслылители подвергали хромированию B порошковой смеси при о

1050 С в течение 6 ч и получали кар1155358

CTOCT

С во со

bэ цо оличе тво циклов раэ ения и э

Пре,цлягаеиый

1, 5 5000

2,5 8000

2,8 8500

3,0

Ас«-20

Ас, -40

5 Ас«+20

Ас, +40

Ас -50

25 Ac1+50

25 Ас1+20

25 Ас1+50

Ас, -50

Ас1 -20

4500

2,4

18

7500

2,3

7800

2,4

25 Ac»+50 Ас„-50

2,7

8200

Ас.1-50

25 Ас +50

5300

1,8

30 Ас, +50

Ас,-50 вест-. иый

3500

7,0

Составитель Т. Шевелева

Редактор Т. Парфенова Техред С.Мигунова Корректор N. Пожо

Заказ 2999/10 Тираж 747 Подписное

ВН!П1П11 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. «IpoeKTHBR» 4 бидные .износостойкие слои толщиной

40 мкм с пористостью на поверхности 37..

Пример 2. Изготавливали спеченные распылители иэ материала и по режимам, которые приведены в примере 1, 3а исключением электролитнческого никелирования. Никелирование перед термоциклической обработкой проводили в течение 1»О ч и получали никелевые покрытия толщиной 15 мкм 10 на рабочей поверхности распылителей.

Пример 3. Спеченные распылители изготавливали аналогично примеру 1. Электролитическое никелирова- 15 ние перед термоциклической обработкой

3 40

3 60

3 70

3 70

3 70

2 70

4 70

3 80 проводили в течение 2,0 ч и получали никелевые покрытия толщиной 25 мкм.

В таблице приведены результаты сравнительной гидроабразивной износостойкости и долговечности готовых иэделий, полученных по известному и предлагаемому способам.

Как видно иэ приведенных данных, предлагаемый. способ изготовления изделий из порошков углеродистых сталей по сравнению с известным способом обеспечивает повышение гидроабразивной износостойкости порошковых изделий в 1,5 — 2,8 раза и увеличение долговечности порошковых изделий в

1,4 — 2,4 раза.