Способ изготовления изделий из шихты на основе металлического порошка

 

Способ относится к порошковой металлургии, в частности к технологии изготовления порошковых изделий без печного нагрева. Предложенный способ заключается в прессовании порошковой шихты в закрытом штампе при периодическом пропускании электрического тока в процессе прессования. После достижения пористости 10-15% осуществляется уплотнение перемещением нижнего пуансона. Техническим результатом изобретения является расширение номенклатуры получаемых изделий за счет изделий, имеющих переменное сечение по длине, и повышение качества материала изделий в результате уменьшения остаточной пористости до значений 0,5-1%.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении порошковых деталей без печного нагрева.

В технологии порошковой металлургии известен способ изготовления изделий из металлического порошка и металлической стружки, заключающийся в уплотнении стружки до заданной плотности и пропускании через нее электрического тока, величина и длительность пропускания которого определяются указанными в [1] соотношениями.

Недостатком этого способа являются ограниченность получаемых изделий по плотности и значительное давление брикетирования, приводящее к ускоренному износу технологической оснастки.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления спеченных изделий из электропроводных материалов, заключающийся в загрузке порошка в проходной штамп и горячем профильном прессовании путем уплотнения и спекания прямым пропусканием электрического тока в продольном направлении, которое осуществляется после достижения степени уплотнения 50-75% [2].

Недостатками этого способа являются невозможность изготовления изделий с переменным поперечным сечением по их длине и низкое качество материала порошковых изделий вследствие относительно высокой конечной пористости.

Задачей предлагаемого изобретения являются расширение номенклатуры получаемых изделий за счет изделий, имеющих переменное поперечное сечение по их длине, и повышение качества материала изделий в результате уменьшения его остаточной пористости до значений 0,5-1%.

Сущность изобретения заключается в уплотнении и спекании шихты на основе металлического порошка в закрытом штампе при периодическом прямом пропускании электрического тока в продольном направлении в процессе прессования, причем после достижения пористости 10-15% уплотнение осуществляется перемещением нижнего пуансона. Закрытая конструкция штампа позволяет изготовлять порошковые изделия с переменным поперечным сечением по их длине. Периодическое пропускание электрического тока в процессе прессования позволяет регулировать температуру в полости матрицы и избегать нежелательные явления. Увеличение пластичности и активация материала в зоне сращивания контактных поверхностей в условиях периодического электрического воздействия, а также силовое замыкание усилия прессования позволяют получать порошковые изделия с остаточной пористостью 0,5-1%.

Пример Для подтверждения возможности изобретения в лаборатории порошковой металлургии Волгодонского института ЮРГТУ изготовлена двухступенчатая втулка по указанному способу.

Порошковая шихта следующего состава: железный порошок марки ПЖ2МЗ - 99,5% и графит - 0,5% подвергалась статическому прессованию в нетокопроводящей матрице закрытого штампа при максимальном давлении 250 МПа с одновременным трехцикловым пропусканием электрического тока силой 1500 А. Продолжительность цикла составляла 20 с, интервал между циклами равнялся 10 с. При достижении пористости 10% дальнейшее уплотнение осуществлялось перемещением нижнего пуансона. Конечная пористость материала втулки составила 0,8%. Втулка рекомендована к применению в узлах машин для обеспечения центрирования по двум цилиндрическим поверхностям. Относительно низкое значение остаточной пористости позволило обеспечить уровень механических свойств, характерный для монолитных среднеуглеродистых сталей.

Источники информации 1. Абрамова К. Б., Самуилов С.Д., Филин Ю.А. Способ брикетирования металлической стружки. Патент РФ 2063304, Изобретения, 19, 1996, с.179 -180.

2. К. Лихтингхаген, Г. ГмбХ-ДЕФА Верке. Способ изготовления спеченных изделий из электропроводных материалов. Патент SU 1050552.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий из шихты на основе металлического порошка, заключающийся в загрузке порошковой шихты в штамп и ее прессовании путем уплотнения и спекания прямым пропусканием электрического тока в продольном направлении, отличающийся тем, что прессование осуществляется в закрытом штампе при периодическом пропускании электрического тока в процессе прессования, а после достижения пористости 10-15% уплотнение осуществляется перемещением нижнего пуансона.