Шихта для получения спеченного композиционного материала на основе железа

 

Сущность изобретения: шихта содержит , мас.%: графит 0,8-1,0; паста водная закиси меди 0,9-3,6; окись никеля 0,05- 0,02: этиленгликоль 0,1-0,4; паста Сюрприз 0,0015-0,006; остальное железо. Шихта характеризуется повышенной технологичностью .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"1 1 92

Наиболее близкой ности к изобретению держащая, мас,%

Графит

Стеарат цинка

Медь

Никель по технической сущявляется шихта, со0,65

0,5 до 5.0

4о 5,0, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815853/02 (22) 18.04.90 (46) 15,07.92. Бюл. Мт 26 (71) Научно-производственное объединение

"Баккондиционер" (72) Ю.Г.Дорофеев, А.Т.Мамедов, Д.А.Багиров и С;А,Ашурова (53) 621.762;3,34(088.8) (56) Порошковая металлургия и напыленные покрытия. М,; Металлургия, 1987, с. 298, РЖ "Металлургия", f975, М 3, реферат

3 Г440, Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к шихтам для получения спеченного композиционного мате.риала, и может быть использовано при изготовлении изделий конструкционного назначения.

Известна шихта для получения.спеченного композиционного материала, которая состоит из порошков, мас.%

Графит 0,8-1,5

Стеарат цинка 0,8 — 1,0

Железо Остальное.

Недостатком указанной шихты является низкая технологичность при прессовании из-за высокого усилия выталкивания прессовок из матрицы.

„„ Ы„„1747243 A l (я)з В 22 F 1/00, 3/02, С 22 С 33/02

2 (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА

ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (57) Сущность изобретения: шихта содержит, мас. : графит 0,8-1,0; паста водная закиси меди 0,9-3,6; окись никеля 0,05—

0,02: этиленгликоль 0,1-0,4; паста "Сюрприз" 0,0015 — 0,006; остальное железо.

Шихта характеризуется повышенной технологичностью.

Недостатком указанной шихты является невйсокая технологичность при прессовании (высокие усилия выталкивания прессо- вок из матрицы). Это связано с тем, что шихта содержит технологическую смазку (стеарат цинка) в количестве 0,5 мас.%. Такое количество стеарата цинка недостаточно для снижения усилия выталкивания прессовок из матрицы. При повышении содержания его > 0.5 мас. резко увеличивается дополнительная пористость заготовок, . следствием которой является снижение прочностных свойств спеченного материала.

Цель изобретения — повышение технологичности шихты для получения спеченного композиционного материала.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения спеченного композиционного материала. содержащая углерод, никельсодержащие компоненты и пластификатор, в качестве никельсодержащего компонента шихта содержит окись никеля, в качестве медьсодержащего компонента—

1747243

15

55 водную пасту закиси меди, а в качестве пластификатора — этиленгликоль и пасту "Сюрприз" при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Графит 0.8-1,0

Водная паста закиси меди 0,9-3,6

Окись никеля 0,005-0,02

Этиленгликоль 0,1-0,4

Паста "Сюрприз" О,0015 — 0,006

Железо Остальное

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что состав шихты для получения композиционного спвченного материала отлича: ется введением вместо технологической смазки-стеарата цинка новых компонентов, а именно водной пасты закиси меди, окоси никеля, этиленгликоля и пасты "Сюрприз", а также новым соотношением компонентов.

Анализ известных составов шихт для получения спеченных материалов показал, что введенные в шихту вещества (водная паста закиси меди; окись никеля, этиленгликоль и паста "Сюрприз".) в практике порошковой металлургии не применяются. Однако известно их применение в различных областях.

Например, водная паста закиси меди применяется в качестве припоя, этиленгликоль — в химической промышленности, а паста

"Сюрприз" испол ьзутся как моющее средство. Добавка этих компонентов в порошковую шихту в качестве технологической смазки и легирующих компонентов, и достижение при этом снижения усилия выталки= ванйя прессовок из матрицы (повышение технологичности шихты) не известно. Таким образом, данный состав компонентов шихты придает спеченному материалу новое свойство.

Использование в составе водной пасты закиси меди в количестке 0,9-3,6 мас.% позволяет заменить технологическую смазку, например стеарат цинка, и легировать основы материала медью. В процессе спекания и роисходит химическое взаимодействие восстановительной среды и оксидной пленки закиси меди, приводящее к их уничтожению. В результате этого активизируется миграция атомов металла к контактным участкам не только по поверхности, но и в объеме, поскольку возникающая повышенная дефектность поверхностных кристаллов распространяется вглубь частиц и облегчает объемную диффузию атомов, а тем самым и объемную деформацию частиц.. Активное спекание прессовок приводит к образованию твердового раствора меди в аустените. способствующего повышению механических свойств материала.

При содержании в шихте водной пасты закиси меди менее 0,9 мас,% повышается усилие выталкивания прессовок из матрицы. Повышение содержания водной пасты эакиси меди более чем 3,6 мас.% приводит к увеличению воды в шихте, а следовательно, и в прессовках, в результате чего снижается технологичность шихты.

Окись никеля в количестве 0,005-2,02 мас.% оказывает аналогичное закиси меди упрочняющее действие на материал в процессе спекания. Однако при нарушении интервала его содержания 0,005-0,02 мас.% ухудшается технологичность шихты.

Этиленгликоль в шихте в количестве

0,1-0,4 мас.% играет роль технологической смазки и тем самым улучшает прессуемость шихты; При нарушении этого интервала снижается технологичность шихты.

Паста "Сюрприз" в составе шихты выполняет аналогичную функцию как этиленгликоль. Вместе с тем, она предотвращает сегрегацию компонентов шихты. Оптимальным содержанием пасты "Сюрприз" в шихте является 0,0015-0,006 мас.%.

Оптимальное содержание графита в шихте находится в интервале 0,8-1,0 мас.%.

При содержании менее 0,8 мас,% графита в. шихте, усилие выталкивания прессовок из матрицы возрастает, а увеличение содержания графита в шихте более 1,0 мас,% ведет к образованию в структуре цементита, который повышает хрупкость изделий, Пример. В качестве исходных материалов иСпользованы порошки железа марки ПЖР В 200-28-28, ГОСТ 9849 (95 — 98,2.%), графита марки ГК-З, ГОСТ 98295-73 (0,81,0%), паяльная паста (1,0-4,0%). содержащая водную пасту закиси меди 1 сорта, ТУ

48-6-60-76 (89,35%), окись никеля, ГОСТ

4331-76 (О;5%), этиленгликоль, ГОСТ 1096475 (10%).è пасту "Сюрприз", ОСТ 6-15 — 54375 (0,15%). Смешивание компонентов шихты приводили в Y-образном смесителе в течение 1,5 ч, а прессование образцов осуществляли на 100 т гидравлическом прессе в автоматическом режиме под давлением

1000 МПа, Полученные призматические заготовки размером 10х10х55 мм спекали в печи непрерывного действия в атмосфере эндотермического газа при 1150 С.

Усилие выталкивания прессовок из матрицы изучали на прессе ГП-125 путем максимальной нагрузки при выпрессовке.

В таблице приведены составы шихт для получения спеченного композиционного материала (примеры 1-3), составы, выходящие за заявленные пределы (примеры 4-5), состав известной шихты (пример 6), а также их технологичность.

1747243

Состэем и таеюамннр щедр дл gg

1OM503NQNOlfgQFP ВФЯЪЦИВЭВф °

Составитель H,ßêóâåâè÷

Техред М,Моргентал

Корректор МЯожо

Редактор И.Касарда

Заказ 2461 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Как следует из приведенных в таблице данных предложенный состав шихты (примеры 1 3) обеспечивает в сравнении с известным составом(пример 6) снижение усилия выталкивания формовок из матрицы (повы- 5 шение технологичности шихты), При выходе соотношения компонентов шихты за заявленные пределы (пример 4-5) технологичность снижается.. 10

Формула изобретения

Шихта для получения спеченного композиционного материала на основе железа, содержащая графит, никельсодержащие и медьсодержащие компоненты и пластифи- 15 катор,отличающаяся тем,что,с целью повышения ее технологичности, в качестве никельсодержащего компонента шихта содержит окись никеля, в качестве медьсодержащего компонента — водную пасту закиси меди, а в качестве пластификатора —. этиленгликоль и пасту Сюрприз" при следующем соотношении компонентов, мас. ®

Графит 0,8-1,0

Водная. паста закиси меди 0.9-3,6

Окись никеля 0,005-0,02

Зтиленгликоль . 0,1-0,4

Паста "Сюрприз" . 0,0015-0,006

Железо Остальное