Способ изготовления порошковых изделий из молибдена и его сплавов

 

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ изготовления порошковых изделий из молибдена и его сплавов, преимущественно дисков термокомпенсаторов, включает прессование порошковой заготовки, спекание и деформирование. Порошковую заготовку прессут цилиндрической формы. Заготовку спекают объемом, равным 1,2 - 1,3 объема диска термо-компенсатора, и высотой, равной 6 - 20 высоты диска термокомпенсатора. Деформирование осуществляют торцовой осадкой при температуре на 350 - 450^oС выше температуры начала рекристаллизации и его сплавов, а после деформирования проводят механическую обработку в размер диска термокомпенсатора. Способ позволяет снизить брак дисков термокомпенсаторов по короблению, расслою и трещинам. Выход годного увеличивается с 14 - 16 до 70 - 80%.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в цветной металлургии, электротехнической и электронной промышленности. Известен способ изготовления молибденовых дисков термокомпенсаторов, включающий выплавку и обточку слитков, прессование сутунки из слитков, резку сутунки на мерные длины, правку на молоте при 1500^оС, механическую обработку сутунки, прокатку за несколько проходов при 1450 и 1200^оС до требуемой толщины, резку проката на прямоугольные заготовки дисков, вырубку дисков и чистовую механическую обработку. Недостатками данного способа являются высокая трудоемкость, низкий выход в годное (16-20%), анизотропия структуры и механические свойства в плоскости изделий, склонность к расслоению и короблению дисков, изготовленных вырубкой из листового проката. Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ получения изделий из спеченного молибдена, включающий прессование штабиков в стальных пресс-формах, предварительное спекание при 1000^оС в атмосфере водорода; высокотемпературное спекание (сварка) в сварочных аппаратах при 2000^оС и прокатку при 1250^оС за несколько проходов до требуемой толщины. Данный способ также обладает всеми указанными недостатками, но имеет несколько лучшие технико-экономические показатели за счет использования исходной заготовки прямоугольного сечения, полученной методом порошковой металлургии. Целью изобретения является повышение качества изделий и увеличение выхода годного. Для этого в способе изготовления порошковых изделий из молибдена и его сплавов, преимущественно дисков термокомпенсаторов, включающем прессование порошков заготовки, спекание и деформирование, порошковую заготовку прессуют цилиндрической формы, заготовку спекают объемом, равным 1,2-1,3 объема диска термокомпенсатора, и высотой, равной 6-20 высот диска термокомпенсатора, деформирование осуществляют торцовой осадкой при температуре на 350-450^оС выше температуры начала рекристаллизации молибдена и его сплавов, а после деформирования проводят механическую обработку в размер диска термокомпенсатора. Применение заготовок с предлагаемым соотношением геометрических размеров обеспечивает повышение качества изделий и увеличение выхода годного за счет использования заготовок рациональной формы. Выполнение заготовки в виде цилиндра с объемом заготовки, равным 1,2-1,3 объема диска термокомпенсатора, обеспечивает припуски на механическую обработку для получения заданной чистоты поверхности и точности геометрических размеров дисков, что гарантирует высокое качество изделий и высокий выход в годное. При объеме заготовки меньше 1,2 объема диска не достигается требуемого размера изделий, при объеме заготовки более 1,3 объема диска возрастает расход материала и трудоемкость процесса изготовления диска. Использование исходных заготовок высотой более 20 высот диска приводит к резкому повышению усилия деформации, образованию расслоя, трещин, надрыву кромок и разрушению дисков. При высоте заготовки менее 6 высот диска снижается качество изделий, так как в этом случае при торцовой осадке степень упрочнения материала для обеспечения однородности и высокого уровня механических свойств является недостаточной. Деформирование заготовок по схеме торцовой осадки при температурах, на 350-450^оС превышающих температуру начала рекристаллизации материала, обеспечивает благоприятные условия для формирования более изотропной структуры и высоких механических свойств в плоскости изделия, что исключает расслой изделий и их коробление в процессе изготовления и эксплуатации. При разнице температур торцовой осадки и начала рекристаллизации менее 350^оС повышается усилие деформации, образуется расслой, трещины, что приводит к разрушению дисков. При проведении торцовой осадки при температуре выше температуры начала рекристаллизации более 450^оС развиваются процессы собирательной рекристаллизации обработки, при которых формируется грубозернистая неоднородная структура, характеризующаяся низкими прочными свойствами. Деформированные диски имеют низкое качество поверхности и обладают склонностью к короблению. П р и м е р. 85 г смеси порошков молибдена, углерода, никеля, мас. 0,07 С; 0,05 Ni, Mo остальное, с добавлением 1 мас. пластификатора (4%-ный раствор каучука СК) прессовали в вертикальной цилиндрической пресс-форме и спекали в атмосфере водорода при 1200 ± 20^оС в течение 4 ч. Второе спекание заготовок проводили в вакууме при 2000 ± 30^оС в течение 3 ч. Спеченные заготовки имели следующие размеры Н_заг. 6Н _диска 8 ˙2,8 22,4 мм V_заг. 1,22 V_диска 1,22˙ 6,893 8,409 см³, D_заг 21,7 мм Исходные данные: Н_дис. 2,8 мм D_дис. 56 мм Форма спеченной заготовки обеспечивалась размерами пресс-формы, изготовленной с учетом коэффициентов усадки материала при спекании. Деформирование спеченных заготовок проводили по схеме однократной торцовой осадки при температуре 1500^оС, превышающей на 400^оС температуру начала рекристаллизации сплава. Осаженные заготовки имели качественную поверхность (отсутствие выпуклостей, расслоя, коробления) и по сравнению с катаными заготовками более благоприятную для данного вида продукции микроструктуру. Выход в годное составил 78% Сопоставительный анализ экспериментальных данных показывает, что по сравнению с прототипом диски, полученные согласно предлагаемому способу, имеют более высокие и однородные механические характеристики и более качественную поверхность (отсутствует брак по расслою, короблению, надрыву кромок). Выход в годное изделий, полученных по предлагаемому способу, составляет 70-80% против 20% по прототипу.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МОЛИБДЕНА И ЕГО СПЛАВОВ, преимущественно дисков термокомпенсаторов, включающий прессование порошковой заготовки, спекание и деформирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия и увеличения выхода годного, порошковую заготовку прессуют цилиндрической формы, заготовку спекают объемом, равным 1,2 - 1,3 объема диска термокомпенсатора, и высотой, равной 6 - 20 высоты диска термокомпенсатора, деформирование осуществляют торцовой осадкой при температуре на 350-450^oС выше температуры начала рекристаллизации молибдена и его сплавов, а после деформирования проводят механическую обработку в размер диска термокомпенсатора.