Шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к составу шихты для получения спеченного материала на основе железа. Может использоваться для изготовления изделий конструкционного назначения и в машиностроении. Шихта на основе порошка железа содержит, мас.%: углерод 0,31-0,6, оловянистая бронза 3-12, сульфид цинка 0,4-1,2, железо - остальное. Использование шихты позволяет снизить температуру спекания и повысить прочность при растяжении спеченного материала. 1 табл.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составу шихты для получения спеченного материала на основе железа, используемого для изготовления изделий конструкционного назначения, работающих, в том числе, в условиях знакопеременных нагрузок.

Известен конструкционный порошковый материал на основе железа ПК40Д3 (ГОСТ 28378-89), получаемый спеканием шихты, содержащей углерод и медь.

Однако этот материал по своим прочностным характеристикам не обеспечивает надежную работу высоконагруженной пары «винт-гайка», в которой гайка изготовлена из порошкового материала, особенно при знакопеременных нагрузках. Гайка разрушается из-за недостаточной прочности и пластичности указанного материала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является конструкционный порошковый материал на основе железа ПК40Д3К (ГОСТ 28378-89), получаемый спеканием шихты, содержащей углерод, медь и серу. Введение в шихту порошка серы улучшает условия последующей механообработки спеченного материала, но прочностные характеристики его также недостаточны для применения в изделиях, работающих в условиях знакопеременных нагрузок.

Кроме того, обе вышеуказанные шихты для получения конструкционного порошкового материала требуют высокую температуру спекания (1120-1150°С).

Целью настоящего изобретения является разработка состава шихты на основе порошка железа, содержащей медь, углерод и серу, для получения конструкционного порошкового материала, обеспечивающего повышение прочности при растяжении материала и снижение температуры спекания.

Поставленная цель достигается тем, что шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала, содержащая углерод, медь и серу, содержит медь в виде оловянистой бронзы и серу в виде сульфида цинка при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:

Углерод	0,31-0,60
Порошок оловянистой бронзы	3,0-12,0
Порошок сульфида цинка	0,4-1,2
Порошок железа	Остальное

Пример. Железный порошок ПЖВ3.160 смешивали с порошками графита (марки ГК или ГС), оловянистой бронзы (ПБрО5Ц5С5, содержащей, мас.%: олово 5, цинк 5, свинец 5, или ПБрО10, содержащей, мас.%: олово 10) и сульфида цинка (ZnS). В качестве пластификатора в смесь вводили машинное масло в количестве 0,3-0,5 мас.%. Из шихты прессовали призматические образцы (10×10×55 мм) плотностью 6,3-6,5 г/см³, которые спекали при 1060…1080°С в защитной среде в электрической камерной печи и затем изготавливали из них стандартные образцы для прочностных испытаний.

В таблице приведены: состав предложенной шихты, основной технологический параметр получения из нее спеченного материала - температура спекания и показатель предела прочности при растяжении спеченного из нее материала в сравнении со свойствами конструкционных порошковых материалов, полученных из шихт известных составов.

Как следует из приведенных в таблице данных, предложенная шихта в сравнении с известными составами шихт для получения конструкционных порошковых материалов по ГОСТ 28378-89 обеспечивает повышение предела прочности при растяжении спеченного материала на 25%, при этом температура спекания материала из предлагаемой шихты на 60-70°С меньше.

Предлагаемый состав шихты, применяемый для изготовления детали «гайка М5» силового механизма изделия «Пьезозажигалка», показал хорошую работоспособность и выдерживал не менее 40 тысяч циклов нагрузки усилием 5000…6000 Н, тогда как известные материалы выдерживали не более 20 тысяч циклов.

Шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала, содержащая углерод, медь и серу, отличающаяся тем, что она содержит медь в виде оловянистой бронзы и серу в виде сульфида цинка при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:

углерод	0,31-0,60
порошок оловянистой бронзы	3,0-12,0
порошок сульфида цинка	0,4-1,2
порошок железа	остальное