Способ изготовления изделий с отверстиями

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Iэ (0993

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836927/02 (22) 02.04,90 (46) 23.05,92, Бюл, ¹ 19 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) А.Н.Фролов, С,Н,Белобородов и

Д.В.Ляхов (53) 621.762.5(088.8) (56) Радомысельский И.Д. и др. Конструкционные порошковые материалы. — Киев: Техника, 1985, с. 19 — 29.

Патент Франции ¹ 2158679, кл, В 22 F 5/00, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

С ОТВЕРСТИЯМИ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии и касается способов изготовлеИзобретение относится к порошковой металлургии и касается производства изделий с отверстиями из порошков.

Известен способ изготовления изделий с отверстиями, включающий формование порошка вокруг вставки, образование отверстия путем удаления вставки, спекание изделия и охлаждение, Этот способ отличается высокой производительностью при низком качестве изделий вследствие выкрашивания порошка и механических повреждений при удалении вставки.

Известен способ изготовления изделий с отверстиями, включающий установку в форму вставки для формообразования отверстия, заполнение формы порошком материала изделия, формование, спекание

„, SU„„1734953 А1 ния изделий с отверстиями. Сущность изобретения: изготавливали втулку из порошкового алюминиевого сплава, содержащего

3,1% Mg, 2,0% Си, 10,4% Zn. В качестве вставки использовали кремниевый стержень, который устанавливали в матрице, и в полость между станками матрицы и стержнем засыпали порошок с добавкой флюсующего соединения NaCI. Порошок формовали пуансонами и спекали в вакууме в течение 1 ч при циклическом изменении температуры в интервале 565 — 625 С. B приконтактных слоях стержня с порошком образовывался содержащий звтектику силумин. После спекания стержень нагревали пропусканием тока до 580 С, при которой эвтектика расплавлялась, и извлекали стержень. Получили изделие, не требующее мехобработки отверстия. порошка и удаление вставки, Удаление вставки после спекания позволяет устранить коробление стенок отверстия во время спекания, т.е. получить точный его диаметр.

Однако при удалении вставки в известном способе на стенках отверстия образуются царапины, задиры и прочие механические дефекты, связанные с вытягиванием вставки из изделия, Объясняется это тем, что поверхность вставки имеет определенную шероховатость, что при трении вставки о стенки отверстия в момент ее извлечения приводит к образованию указанных дефектов. В процессе спекания возможны привары вставок к изделию, что, отрицательно сказываясь на качестве отверстий при удалении вставок, дополнительно затрудняет удаление вставок.

1734953

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет устранения механических повреждений при удалении вставки.

Цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий с отверстиями, включающему установку в форму вставки для формообразования отверстия, заполнение формы порошком материала изделия, формование, спекание порошка и удаление вставки, вставку выполняют из материала, образующего при спекании эвтектику с материалом изделия, а перед удалением ее нагревают до температуры плавления эвтектики.

Выполнение вставки из материала, образующего при спекании эвтектику с материалом изделия, позволяет при спекании создать между вставкой и изделием прослойки эвтектики, т.е. твердого раствора материалов изделия и вставки эвтектического состава, Данное образование будет происходить при условии, что сплавы материалов изделия и вставки могут образовывать твердые растворы с эвтектикой. В этом случае в процессе спекание на границе контакта вставок и изделия будут происходить миграции атомов одного материала в другой и наоборот, т.е. будет происходить процесс взаимодиффузии материалов вставки и изделия с образованием на этой границе сплава, в структурной составляющей которого присутствует эвтектика, образующаяся в результате появления градиента концентрации веществ в процессе диффузии, После спекания получается с запаянными в отверстиях вставками, Эвтектика является наиболее легкоплавкой составляющей по диаграммам состояния двух или нескольких сплавов, поэтому при нагревании вставок до температуры, соответствующей плавлению эвтектики, она расплавляется, образуя жидкий раствор, а материалы вставки и изделия остаются в твердом состоянии, Это позволяет удалить вставку из изделия, дополнительно используя эффект смазывания поверхностей, роль смазки в котором будет играть присутствующий на границе вставкаизделие жидкий раствор расплавленной эвтектики. В результате устраняются царапины, риски и прочие механические повреждения стенок отверстий при удалении вставок, повышая тем самым качество изделий.

Способ предназначен для изготовления изделий как с одним, так и с несколькими отверстиями. В нем могут быть использованы материалы вставок и изделия, которые образуют сплавы в виде твердых растворов

20 интервале 565 — 625 С с периодом 3 мин, что

5

45 с эвтектикой. Способ воспроизводим для изделий, имеющих прямолинейные отверстия или отверстия с прямолинейными участками, расположенными один к другому под различными углами, и с одним по крайней мере выходом на поверхность изделия, так как вставки удаляют преимущественно их вытягиванием из изделия, Пример, Изготавливают втулку из порошкового алюминиевого сплава, содержащего 3,1 $ Ag, 2,0 Cu; 10,4 Zn. В качестве вставки используют кремниевый стержень, который устанавливают в матрице пресса. В свободное пространство между стенками матрицы и стержнем засыпают порошок с добавкой флюсующего соединения NaCi. Порошок уплотняют, формуют пуансонами vi спекают в вакууме в течение 1 ч при циклическом изменении температуры в способствуе активации спекания, В процессе спекания в приконтактных слоях изделия и вставки образуется соединение силумин, содержащее эвтектику. После спекания стержень нагревают пропусканием через него электрического тока до температуры выше 564 С (например, 580 С, при этих температурах эвтектика расплавляется) и стержень извлекают. В результате получают высококачественное изделие, не требующее механической обработки. Материал изделия, прилегающий к поверхностным слоям стенки отверстия, дополнительно легируется. кремнием, что повышает коррозионную стойкость изделия (по поверхностям отверстий), Изделие обладает высокими механическими свойствами, так как близлежащие к стенке отверстия слои материала изделия модифицированы натрием, входящим в состав флюса при спекании. При этом эвтектика приобретает более тонкое строение, Применение способа исключает использование поверхностно-активных смазок.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий с отверстиями, включающий установку в форму вставки для формообразования отверстия, заполнение формы порошком материала изделия, формование, спекание порошка и удаление вставки, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения качества изделий за счет устранения механических повреждений при удалении вставки, вставку выполняют из материала, образующего при спекании эвтектики с материалом изделия, а перед удалением ее нагревают до температуры плавления эвтектики,