Способ получения спеченных изделий из латунных порошков

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения спеченных изделий из латунных порошков. Цель изобретения - повьшение механических свойств изделий , снижение трудоемкости их изготовления и увеличение коэффициента использования материала. Изобретение осуществляют следуюЕ им образом. Медный порошок засыпают в шаровую мельницу для усреднения состава и обрабатьгоают в течение 2-3 ч. Одновременно измельчают медно-цинковую лигатуру в течение 6-8 ч. Измельченные порошки меди и медно-хщнковой лигатуры смешивают в течение 2-3 ч. После смешения формируют заготовки с по- . ристостью 25-30%, которые нагревают в восстановительной или защитной атмосфере до 700-750 С. Нагретую заготовку помещают в матрицу, нагретую до 400-450 С и экструдируют через Отверстие при отношении диаметра отверстия к диаметру прессовки 0,2- 0,5. Перед вьшрессовкой матрицу нагревают на 50-70°С выше рабочей температуры матрицы. При изготовлении деталей типа штуцер удлиненную часть штуцера получают из экструдированной части изделия, а фланцевую часть - из пресс-остатка. 1 з.п. ф-лы. 4 табл. S СП со 4 О со о 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.SU„1 40904

15!1 4 В 22 Е 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (.21) 3939198/2?-02 (22) 26.07.85 (46) 30.09.87. Бюл. N- 36 (72) А.И.Белов и А.В.Субботин (53) 621 .76? .01 6(088 .8) (56) Геллер Э. и Гримме Д. Новые материалы, получаемые методом порошковой металлургии, — M.: Металлургия, 1966, с. 137-145.

Авторское свидетельство СССР

N- 1163991 кл. В 22 Р 3/14, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛАТУННЫХ ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения спеченных изделий из латунных порошков. Цель изобретения— повышение механических свойств изделий, снижение трудоемкости их изготовления и увеличение коэффициента использования материала. Изобретение осуществляют следующим образом. Мед— ный порошок засыпают в шаровую мельницу для усреднения состава и обрабатывают в течение 2-3 ч. Одновременно измельчают медно-цинковую лигатуру в течение 6-8 ч. Измельченные по— рошки меди и медно-цинковой лигатуры смешивают в течение 2-3 ч. После смешения формируют заготовки с пористостью 25-307., которые нагревают в восстановительной или защитной ато мосфере до 700-750 С. Нагретую заготовку помещают в матрицу, нагретую о до 400-450 С и экструдируют через отверстие при отношении диаметра отверстия к диаметру прессовки О,?0,5. Перед выпрессовкой матрицу нао гревают на 50-70 С выше рабочей температуры матрицы. При изготовлении деталей типа штуцер удлиненную часть штуцера получают из экструдированной части изделия, а фланцевую часть — . из пресс-остатка. 1 з.п. ф-лы.

4 табл.

1340904

10 пресс-формы.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения спеченных изделий из латунных порошков.

Цель изобретения — повышение механических свойств изделий, снижение трудоемкости их изготовления и увеличение коэффициента использования материала.

Способ осуществляют следующим образом, Медный порошок марки IIMC-1 или

IIMC-2 засыпают в шаровую мельницу для усреднения состава и разрушения комков. В мельнице обрабатывают 2Э ч. Одновременно измельчают медноцинковую лигатуру в течение 6-8 ч.

В результате измельчения размер частиц порошка достигает 5-20 мкм. После измельчения медного порошка и лигатуры их смешивают в шнековом смесителе в течение 2-3 ч.

После смешения формуют пористые заготовки в цилиндрических матрицах при давлении 4-5 ° 10 МПа с тем, чтобы пористость составляла 25-30%. Этот интервал по пористости является необходимым и достаточным, поскольку он влияет на качество прессовок при дальнейшей обработке (нагревании в защитной или восстановительной атмосфере), Правильно выбранный интервал пористости позволяет избежать образование "водородной болезни" при нагреве. При пористости меньше 25% в прессовке создается большое количество закрытых пор, приводящих к взаимодействию водорода с окислами и снижению качества изделий, При пористости выше 30% снижаются прочностные свойства холоднопрессованных заготовок.

После холодного прессования прессовки загружают в печь с контролируемой атмосферой, В качестве защитной атмосферы могут применяться газы: азот, аргон, гелий. В качестве восстановительной атмосферы могут применяться: чистый водород, диссоциированный аммиак, эндогаз, Температура, до которой нагревают прессовку перед помещением в штамп, составляет 700750 С. При нагреве до температуры ниже 700 С в результате резкого охлаждения при переносе заготовки из печи в штамп температура может быть недостаточной для предания прессовке вязкопластических свойств, которые необходимы для интенсивной пЛастической деформации. При температуре свыо ше 750 С могут произойти негативные явления оплавления прессовки, окисления при контакте с воздухом, перегрева пресс-блока и др. Нагретую прессовку помещают в пресс-блок, температуру которого поддерживают в пределах 400-450 С. Для получения качественных изделий на всем протяжении процесса горячего прессования необходимо стабилизировать температуру

При температуре стабилизации ниже

400 С происходят явления переохлаждения очагов деформации прессовки при горячем прессовании и появления горячих трещин на изделиях, а при темпео, ратуре выше 450 С довольно заметно изнашивается оснастка, Температурная стабилизация может производиться нагревательным устройством в совокупности с охладителем, например водяным.

После переноса заготовки в прессформу производят прессование через открытую матрицу, т,е. экструдируют.

Экструдирование дает возможность получать изделия удлиненной формы с повышенными прочностными и физическими свойствами, в связи с тем, что в результате экструдирования порошковые частицы при скольжении друг относительно друга крепко свариваются, образуя прочную и плотную структуру.

Таким образом получаются повышенные прочностные свойства по всей длине прессуемого изделия,, Длина экструдированной части при этом не ограничивается, Однако для этого необходимо правильно выбирать интервал отношения диаметров прессовки и отверстия, через которое производят экструдирование. При соотношении о е 0,2 а с1 п вс. отверстие слишком мало для того,чтобы обеспечить при данной пластичности экструдируемого материала полноту процесса деформирования. За счет внутреннего трения в порошковом теле при указанном соотношении пластическое течение через отверстие может вообще не наступить. ств, При соотношении — — 0 5 экстс! прес рудирование теряет свои положительные качества в связи с тем, что диаметр отверстия становится черезмерно большим, и в середине изделия могут

35 з 13409 появиться неуплотненные места, которых не коснулась пластическая деформация материала, После экструдирования прессуемое

5 иэделие за счет сцепления со стенками матрицы, в особенности при отсутствии высокотемпературной смазки, схватывается с матрицей и для выпрессовки в этом случае требуется большое усилие, в некоторых случаях пре— восходящее усилие прессования, Для облегчения выпрессовки резко нагре, вают матрицу, при этом стенки матрицы расширяются и отстают,от прессовки.

В этот момент прикладывают усилие выпрессовки, которое составляет 0,1—

0,15 от усилия прессования. Нагрев пресс-формы производят на 50-70 С вы- 20 ше температуры, при которой работает матрица во время горячего прессования ° о

При нагреве ниже 50 С не достигается эффекта скачкообразного расши- 25 рения матрицы, а при нагреве выше

70 С прогревается само изделие, и за счет собственного расширения изделия не производится раскрытие стыка между прессовкой и матрицей. Выпрессован-ЗО ное изделие охлаждают и подвергают окончательной обработке.

При изготовлении деталей типа

"штуцер" с удлиненной и фланцевой частями удлиненную часть штуцера получают из экструдированной части изделия, а фланцевую часть — из прессостатка.

Пример, Берут порошок IINC-1 4р и усредняют его в шаровой мельнице при следующих режимах: диаметр барабана 200 мм; объем 6000 см ; скорость вращения барабана 58 об/мин.

Применяют следующие соотношения: 45 объем шаров объем шаров объем барабана объем порошка

3; диаметр шаров 5-10 мм; усреднение проводили в течение 2-3 ч.

Медно-цинковую лигатуру используют по ТУ 4808-418-70.

Измельчение лигатуры проводят в шаровой мельнице с теми же параметрами в течение 6-8 ч.

Смешение медного порошка и измельченной медно-цинковой лигатуры (размер частиц этих порошков составлял

5-20 мкм) производят в шнековом смесителе в течение 2-3 ч.

Полученный порошок формуют в прессовке ф 40 мм и высотой 25 мм. Прессовки взвешивают и отношением плотностей пористой заготовки и компактного материала определяют пористость, которая находится в пределах 25Х. Нагрев прессовок производят в печи

СТН 1,1-2,5 М15 в среде аргона до

730 С. Выдерживают при этой температуре 1-2 мин. Одновременно производят температурную стабилизацию прессформы. В начале процесса прессования ее нагревают электроподогревом, а в процессе самого прессования ее охлаждают посредством водяного охлаждения.

Температура при этом постоянно контролируется и поддерживается равной

450 С.

После нагрева прессовки ее помещают в пресс-форму и экструдируют при отношении диаметров отверстия и заготовки, равном 0 35. Затеи скачкообразно нагревают матрицу пресс-формы путем быстрого увеличения напряжения, подаваемого на нагреватель.. После этого осуществляют выпрессовку.

В табл. 1 представлены механические свойства образцов, полученных из изделий, в сравнении с известными, Свойства получены на цилиндрических образцах с соотношением высоты к диаметру, равным 0,65, поскольку статическим горячим прессованием получить деталь типа "штуцер" невозможно.

Испытания проводили по ГОСТ 1497-61 на гагаринских образцах.

Как видно из табл. 1, механические свойства полученных иэделий выше, чем по известным технологиям.

В табл. 2 приведены данные по зависимости начальной пористости П на свойства полученных заготовок. Остальные параметры процесса были сле оч в. о дующими: Т = 450 С; — — = 0,35; всг.

Т„,„= 730 С

В табл. 3 приведены данные по зависимости температуры нагрева прессовки Т, на свойства получаемых заготовок, Остальные параметры проо цесса были следующими: Тр = 450 С;

d ат в. — — — = 0,35; П = 257..

dsor, В табл. 4 приведены данные по за<1 отв. висимости отношения на свой 1 заг.

Способ изготов- )! r/cx я кг/мм, а /

3 я 2 ления (10 МПа) (10 ИПа) 8,6

Заявленный

38,0 17,2 45-60

36,0 18,0 38-50

38,1 18,4 40-54

38,8 18,0 40-55

8,6

8,61

8,65

Прокат по ГОСТ

1019-47

8,65

31,0 52,0 53 Прототип (горячее прессование в закрытой форме) 8в5

35 6 15 0 60

Таблица 2

Показатель

П! %

Г 1

) 25

28 30 35

20 г/см

5 кг/мм

Расслоение 8,63

so время экструзии 36

8,65 Заготовка после хо8,61

38,1 38з4 лодного прессования рассыпалась

S, %

18 4

17,5

18,2

134 ства полученных заготовок, Остальные параметры процесса были следующие:

Т = 450 С; Т 730 С; П = 25 .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить механические свойства получаемых изделий. Прочность на разрыв повышена на 10-12%, увеличена плотность, За счет снижения твердости материала при уменьшении относительного удлинения улучшена обрабатываемость резанием. В

2-3 раза уменьшена трудоемкость изготовления изделий по сравнению с механообработкой. Коэффициент использования материала увеличен при этом с

0,4-0,5 до 0,9-0,95.

l формула изобретения

1. Способ получения спеченных изделий из латунных порошков, включающий измельчение медного порошка и медно-цинковой лигатуры, смешивание, 0904 в нагрев, горячее деформирование в матрице пресс-формы и выпрессовку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения механических свойств

5 изделий, снижения трудоемкости их изготовления и увеличения коэффициента использования металла, перед горячим деформированием из порошка формуют заготовки пористостью 25-30%„ нагревают их в восстановительной или о защитной атмосфере.до 400-450 С, стабилизируют температуру матрицы в пределах 400-450 С, а горячее деформирование проводят экструзией через отверстие в матрице при отношении диаметра отверстия к диаметру прессовки 0,2-0,5..

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю—

2р шийся тем, что при,изготовлении изделия типа штуцер удлиненной формы с фланцем удлиненную часть штуцера получают из экструдированной части, а фланцевую — из пресс-остатка.

Таблица 1

1340904

Таблица 3

Показатель г/см

8,6

8,65 Заготовка

8,61 сплавилась вэ кг/мм

10 МПа

38,1 38,5

38 и потеряла форму

S, Е

17,5

18,4 18,2

Т а б л и ц а 4 1 от / 1ъаг

Показатель

0 15 0,2

0,35 0,5 0,55 г/см

Экструзия 8,61 8,65 8,60 7,80 не происходит

G кг/мм г

10 МПа

38ю80 38э40 38в00 26в0

18,20 18,50 14,30

17,50

Составитель С.Багрова

Редактор M.Òoâòèí Техред М.Ходанич Корректор Г. Решетник

Заказ 4383/16 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Экструзия не происходит

Б -1