Способ изготовления изделий с отверстиями

 

Сущность: вставки устанавливают в форму в местах образования отверстий, заполняют пространства между вставками порошком материала изделия и осуществляют формование изделия, удаление вставок, спекание и охлаждение. Вставки выполняют из материала, имеющего температуру плавления, большую температуры разогрева порошка при спекании и коэффициент линейного расширения, по крайней мере в 1,2 больший коэффициента линейного расширения материала порошка. Удаление вставки производят после спекания. Перед удалением вставок их охлаждают. Во время спекания вставкам придают возвратно-поступательное перемещение вдоль их продольной оси. 2 з.п.ф-лы.

СОЮЗ COBETСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s В 22 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЫИЬЛ! (21) 4836928/02 (22) 03.04,90 (46) 30.04,93. Бюл, ¹ 16 (71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) А.Н. Фролов, С.Н. Белобородов и Д.В, Ляхов (56) Патент Франции ¹ 2158679, кл. В 22 F 5/00, опубл.1971. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

С ОТВЕРСТИЯМИ (57) Сущность: вставки устанавливают в форму в местах образования отверстий, заИзобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к производству изделий из порошков, и касается изготовления изделий с отверстиями.

Цель изобретения — улучшение качества поверхности изделия в отверстиях за счет упрочнения поверхности отверстий при спекании и облегчения удаления вставок из изделий.

Цель достигается тем, что в способе изготовления изделий с отверстиями, включающем установку в форму в местах образования отверстий вставок из теплостойкого материала, заполнение. формы порошком материала изделия, формование его, спекание, охлаждение и удаление вставок, вставки выполняют из материала, имеющего коэффициент линейного расши.рения, по крайней мере в 1,2 раза больший коэффициента линейного расширения материала изделия, „„Я2„„1811979 А1 полняют пространства между вставками порошком материала изделия и осуществляют формование изделия, удаление вставок, спекание и охлаждение, Вставки. выполняют из материала, имеющего температуру плавления, большую температуры разогрева порошка при спекании и коэффициент линейного расширения, по крайней мере в

1,2 больший коэффициента линейного расширения материала порошка. Удаление вставки производят после спекания. Перед удалением вставок их охлаждают. Во время . спекания вставкам придают возвратно-поступательное перемещение вдоль их продольной оси. 2 з,п.ф-лы.

Кроме того, во время спекания вставкам придают возвратно-поступательное перемещение вдоль их продольной оси. Перед удалением вставку дополнительно охлаждают.

Удаление вставки производят после спекания для устранения возможности выкрашивания неспеченного порошка из стенок сформированного отверстия в процессе удаления и транспортировки изделия, После спекания частицы порошка прочно сое,динены между собой и при удалении вставок не выкрашиваются.

Условием превышения в 1,2 раза коэффициента линейного расширения материала вставки над КЛР материала изделия обеспечивается то, что при спекании встав- . ка увеличивает свои линейные размеры в большей степени, чем изделие. Тем самым создается дополнительное уплотнение порошка в зонах прилегающих к отверстию, 1811979

Кроме того, за счет большего КЛР вставка как бы несколько расширяет отверстие, что при последующем охлаждении изделия и вставки позволяет создать некоторый зазор между их поверхностями. Это облегчает удаление вставки из изделия, устраняет причины дефектообразования на поверхности отверстий, Так как КЛР материала вставки превосходит КЛР материала порошка, то и при охлаждении вставка будет изменять (уменьшать) свои поперечные размеры в большей степени, чем отверстие в изделии.

Это так же позволяет облегчить удаление вставки и кроме того дает воэможность извлечь вставку не дожидаясь полного охлаждения изделия со вставкой, тем самым позволяя увеличить производительность процесса. Превышение КЛР материала вставки над КЛР порошка должно быть не менее чем в 1,2 раза. ибо в противном слу- 20 чае изменение линейных размеров обоих материалов не позволяет создать условий для беспрепятственного удаления вставки, Данное условие гарантированно позволяет обеспечить зазор между соответствующими 25 поверхностями, дающий возможность удаления шероховатой вставки иэ изделия не нанося дефектов.

Придание вставкам возвратно-поступательного перемещения в ходе спекания, ус- 30 траняет возможнйе налипания и привары порошка к поверхности вставки, Дополнительное охлаждение вставки, перед ее удалением позволяет еще в большей степени уменьшить ее размеры по сравнению с размерами отверстия, что дополнительно облегчает извлечение вставки, повышает качество отверстий, Способ осуществляется следующим об- 40 разом, Каждую вставку, выбранную так, чтобы ее поперечное сечение соответствовало форме отверстия, устанавливают согласно местам расположения будущих отверстий в 45 форму, Пространство между вставками за- . полняют порошком материала изделия. Затем любым известным способом формуют порошок, а потом подвергают спеканию.

Каждую вставку выполняют из материала с 50 коэффициентом линейного расширения, по крайней мере, в 1,2 раза большим, чем КЛР порошка, После проведения спекания изделие со вставками охлаждают и вставки удаляют. При этом перед удалением вставок их возможно дополнительно охлаждать без охлаждения иэделия. Возможно также при спекании вставкам придавать возвратнопоступательное перемещение вдоль их продольной оси.

Пример 1. Изготавливают втулку, Размеры втулки; диаметр 30 мм, высота 40 мм, диаметр отверстия втулки 15 мм. В качестве вставки используют в чистовую точеный (Rz = 20 — 10 мкм) никелевый стержень диаметром 15 мм (КЛР = 13,4 . 10 град ).

В качестве материала изделия используют порошок стали СПХ18Н15 (КЛР = 11,0 10 град ). Порошок засыпают вокруг стержня в матрицу и в холодную формуют пуансонами в заготовку втулки, Спекание проходят при температуре 1200ОС в течение 5 ч в атмосфере водорода с точкой росы — 35...40 С, После спекания изделие охлаждают и извлекают никелевый стержень. Образованный между поверхностью стержня и стенками отверстия зазор позволяет беспрепятственно вынуть из него стержень, т,к, величина шероховатости стержня меньше величины зазора, На стенках отверстия отсутствуют какие-либо дефекты, качество изделия высокое, Механической обработки изделию не требуется. Возможно использовать стержни без тонкой обработки их поверхности.

Пример 2, Изготавливают матрицу размерами: диаметр 150 мм, толщина 15 мм, По плоскости матрицы расположены отверстия диаметром 0,5 мм с шагом 3 мм. В качестве материала изделия используют порошок нержавеющей стали СПХ17Н2, (КЛР = 9,8 10 град ). В качестве вставок используют холоднотянутую проволоку диаметром 0.5 мм из стали Х27Ю5Т (КЛР =

= 15,0 10 град ). Проволоку натягивают на поддерживающую матрицу, имеющую возможность качания для придания вставкам возвратно-поступательного перемещения вдоль их оси..

В пространство между вставками засыпают порошок СПХ17Н2, формуют изделие без приложения давления (например, виброукладкой), а затем изделие спекают при температуре 1200 С в течение 10 ч в атмосфере водорода с точкой росы — 30...-40 С. В процессе спекания поддерживающие матрицы покачивают. После спекания иэделие со вставками охлаждают, а затем дополнительно охлаждают вставки погружением концов проволок в жидкий азот, После этого вставки удаляют, Изделие получается высокого качества, не требует последующей механической обработки. Возможно использование вставок с шероховатостью поверхности по 8 классу.

Таким образом, применение данного способа позволяет получать высококачественное изделие, снизить затраты на его изготовление устранив механическую

1811979

Составитель С.Белобородов

Техред М.Моргентал Корректор Г.Кос

Редактор

Заказ 1547 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 475

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 обработку отверстий, уменьшить парк рабочего инструмента, понизить требования к чистоте поверхности используемых вставок, Наиболее эффективно использование способа при изготовлении изделий с отверстиями малого диаметра (менее 1,0 мм), Формула изобретения

1.Способ изготовления изделий с отверстиями, включающий установку в формах в местах образования отверстий вставок из теплостойкого материала, заполнение формы порошком материала изделия, формование его, спекание, охлаждение и удаление вставок, отличающийся тем,что вставки выполняют из материала, имеющего коэффициент линейного расширения по крайней мере в 1,2 раза больший коэффици5 ента линейного расширения материала изделия.

2 Способ по п1, отл и ч а ю щ и йс я тем, что во время спекания вставкам прида10 ют возвратно-поступательное перемещение вдоль их продольной оси.

3.Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перед удалением вставку дополнительно охлаждают.