Способ изготовления спеченного порошкового изделия на основе железа

 

Изобретение относится к порошковой металлургии. Цель изобретения - получение изделий из спеченных порошковых материалов с повышенной твердостью поверхностного слоя, повышенной усталостной прочностью, а так-, же сниженной энергоемкостью. Детали порошка железа прессуют в стальных прёсс-форвах усйлиём 6-8 т/см, помещают в раствор перманганата калия концентрацией 10 мас.% при температуре и рН 6, выдерживают 3 мин, высушивают при температуре 100 С в течение 5 мин. Спекают в атмосфере диссоциированного аммиака при температуре в течение 2ч, 1 табл. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39) <И>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4134969/23-02 (22) 24.07.86 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (7l) Симферопольский филиал Центрального проектно-конструкторского и тех" нологического бюро Главсантехпрома (72) Е.В. Казаков, Л.Д. Пекарский, Н.Г. Воротилова и С.А. Ушаков (53) 621.762.86(088.8)

1. (56) Авторское свидетельство СССР

У 881145, кл. С 22 С 22/00, 1978.

P/Ì-82 in Europe International

Роидеr Меtàllurqy. СоИеrence, F lоrence, Yune 20-25, f982, 8 llano, s.à. 376-378. (511 4 В 22 F 3/26, С 22 С 33/02 (54) COOCGB ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННОГО

ПОРОШКОВОГО ИЗДЕЛИЯ HA ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (57) Изобретение относится к порошковой металлургии. Цель изобретенияполучение .изделий из спеченных порошковых материалов с повышенной твердостью поверхностного слоя, повы- . шенной усталостной прочностью, а так", же сниженной энергоемкостью. Детали ошка железа прессуют в стальных пресс-4iopéýõ усйлием 6 =8--т/см, помещают в раствор перманганата калия концентрацией 10 мас.Х при температуре 18 С и рН 6, выдерживают 3 мин, О высушивают при температуре 100 С s течение 5 мин. Спекают в атмосфере и диссоциированного аммиака при темпеЖ ратуре 1100 С в течение 2 ч. 1 табл.

1398988

Показатели

Предложенный способ . 1

Известный способ

10

[phone] С газовая фаза

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению износостойких деталей из спеченного порошкового материала, и может найти широкое применение в народном хозяйстве, в том числе в производстве замочно-скобяных и санитарно»техничес" ких иэделий методом порошковой металлургии, обладающих повышенной износо- !О стойкостью поверхньстного слоя и стабильными механическими свойствами, Цель изобретения - повышение твердости поверхностного слоя, усталост ной прочности и снижение энергоемкости — достигается тем, что отформованную холодным прессованием в стальных пресс-формах порошковую деталь помещают в водный раствор соли марганца при 18-25 С и выдерживают в те-20 чение 3-5 мин при концентрации раствора 10-15 мас.% в нейтральной среде при рН 6-3.

В качестве соли марганца используют перманганат (КИп0 ), где марганец 25 проявляет наивысшую валентность (+7).

Это сильный окислитель, в зависимости от рН среды его действие различно.

B щелочной и сильнощелочной среде (рН 9-14) марганец из раствора спосо-30 бен еорбироваться на поверхности детали из железного порошка только в ма; лых количествах. Концентрация марганца на поверхности низкая.

В кислой и сильно кислой среде (рН-5) марганец из раствора практиЗS чески не сорбируется на поверхности детали из железного порошка.

В нейтральной среде при рН 6-8 в растворе образуются бурые хлопья взвеси диоксида марганца, которые, осаждаясь, проникают не только в поры

СПМ, но и ложатся тснким ровным слоем по всей внешней говерхности детали.

В процессе спекания деталей в восстановительной среде„ например диссо.ииипованном аммиаке, диоксид марганУсловия насыщения металлическим марганцем из газовой фазы солью марганца из водного раствора концентрацией, мас.X ца восстанавливается до металлическог: го марганца с последующей диффузией .. в поверхностный слой железа поц действием температуры в процессе спекания ([phone] С).

Способ осуществляют следующим образом.

Детали из порошка железа изготавливают в стальнь х пресс"формах при усилии прессования 6-8 тонн/см, пог мешают на подвесках в раствор перманганата калия концентрацией 10 мас.% о при 18 С и рН 06. Детали выдерживают в растворе в течение 3 мин. За это ! время поверхность детали покрывается тонким слоем бурого мелкодисперсного осадка. Затем детали извлекают из раствора и, не промывая, высушивают о в термошкафу при 100 С в течение 5мин.

Спекают в атмосфере диссоциированного аммиака при +1100+50 С в течение 2 ч, В процессе спекания из диоксида марганца последний восстанавливается водородом до металлического состояния и диффундирует в поверхностном слое на глубину 90-120 мкм с образованием износостойкой пленки.

Величины характеристик механических свойств представлены в таблице.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ изготовления спеченного порошкового изделия на основе железа, включающий прессование, поверхностную обработку опрессованных заготовок марганцем и спекание, о т л и ч а ю= шийся тем, что, с целью повышения твердости и усталостной прочности изделия и снижения энергоемкости процесса; поверхностную обработку проводят пропиткой водным раствором перманганата калия концентрацией 10о

15 мас.% в течение 3-5 мин при .!8-25 С в нейтральной среде при рН 6-8.

Марганец металлической из газовой фазы

1398988

Продолжение таблицы

Показатели

Известный способ

Температура процес са, С

20

Время процесса пропитки, мин

4-6 ч

1500 кПа

Атм Атм ". Атм

Давление

Результаты испытаний

Износостойкость, мг/м ч по методу

0,04 0,04 0,04 0,09 качения

0,1 0,4

0,1

0,1 скольжения

13,5 13,8 13,2 23,2 абразивного износа

Содержание марганца в материале, мас.

2,8

1,5-3,5

1,5

2,1

Усталостная прочность число циклов и х 10

2,51 2,52 2,4

2,1

Предел прочности на разрыв, Н/м

158 153

138 136

158

135

115

Твердость, единицы НВ

Усредненная глубина проникновения марганца в поверхностный слой материала, мкм 90

120

Мелкозернистая перлитно-ферритная, марганец в свободном состоянии в поверхностном слое материала на различной глубине

Пермитно-ферритная, марганец на различной глубине

Иикроструктура образцов

Плотность материала, г/см

6,6 6,6 6,6 6,5

Пористость, 7.

19-2) 18-22 18"20 19-20

ВНИИПИ Заказ 2623/11 Тираж 740 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

П р .и м е ч а н и е. Состав материала по предложенному способу: ЖГрД

2,5-0,5, где графита до 1Х, меди 0,5"2,5Х, железо остальное.