Способ термического упрочнения деталей из порошковых материалов на основе железа



Способ термического упрочнения деталей из порошковых материалов на основе железа
Способ термического упрочнения деталей из порошковых материалов на основе железа
Способ термического упрочнения деталей из порошковых материалов на основе железа

 


Владельцы патента RU 2486030:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению деталей из низколегированных порошковых материалов на основе железа с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Детали пропитывают маслом при температуре 80-90°С и закаливают путем нагрева в интервале температур 800-900°С в соляной ванне и последующего резкого охлаждения. После закалки проводят сушку горячим воздухом с температурой 100-120°С, причем закалку и сушку осуществляют дважды и последующий отпуск в соляной ванне при температуре 350°С. Обеспечивается повышение прочностных свойств. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть применено для получения деталей с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, изготовляемых из низколегированных порошковых материалов на основе железа.

Известен способ термической обработки изделий из порошковых материалов с нагревом до температуры 750÷900°С (в соляной ванне) и последующем охлаждением в воде или масле и отпуске в интервале температур 200÷500°С (Термическая обработка спеченных материалов. Экспресс-информация. Серия 28. Выпуск №2, 1975 г.).

Недостатком способа является ограниченность технологических возможностей из-за проникновения солей в термообработанные образцы с высокой пористостью.

Наиболее близким к предложенному решению является способ термической обработки спеченных изделий [А.С. №598695, бюл. №11, 14.03.78], включающий нагрев под закалку в соляных ваннах, охлаждение, отпуск и отмывку, а перед нагревом под закалку изделия пропитывают органическим веществом.

Недостатком этого способа является то, что в процессе термической обработки механические свойства деталей получаются низкими из-за образования в результате обработки неоднородной структуры материала.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является использование двойной закалки для повышения прочностных свойств деталей из порошковых материалов на основе железа.

Задача решается тем, что в способе термического упрочнения изделий из порошковых материалов на основе железа, включающем пропитку изделий маслом при температуре 80÷90°С, закалку путем нагрева в соляной ванне до температуры 800÷900°С и резкого охлаждения, сушку горячим воздухом с температурой 100÷120°С и отпуск при температуре 350°С, закалку и сушку осуществляют двукратно.

На чертеже представлен график термической обработки.

Способ осуществляют в следующей последовательности. Изделия пропитывают маслом при температуре 80÷90°С и нагревают в соляной ванне в расплаве солей 70% BaCl2+30% NaCl до температуры 800÷900°С с последующим резким охлаждением и сушкой при температуре 100÷120°С. Повторно нагревают в соляной ванне в расплаве солей 70% BaCl2+30% NaCl до температуры 800÷900°С с последующим резким охлаждением и сушкой при температуре 100÷120°С, а затем проводят отпуск при температуре 350°С.

Термическую обработку проводили в соответствии с графиком, приведенном на чертеже.

Данные по определению физико-механических свойств термообработанных материалов различного состава и пористости сведены в таблицу.

Для конкретного выполнения способа взяли материал СП 100-2 (пористость 15%), который после спекания имеет предел прочности на растяжение 250÷280 Н/мм2 и твердость 62÷68 единиц НВ. После однократной термической обработки (температура нагрева под закалку 850°С, охлаждение в воде и отпуск при температуре 350°С в течение 15 мин) по режиму 2 предел прочности на растяжение увеличился до 320÷360 Н/мм2, а твердость до 110÷130 единиц НВ. Двукратная закалка по режиму 12 позволила получить предел прочности на растяжение 410÷440 Н/мм2, а твердость 174÷193 единицы НВ. Двукратная закалка по режиму 14 материала СП 100 с пористостью 20% позволила получить предел прочности на растяжение 310÷330 Н/мм2 и твердость 93÷101 единиц НВ, что сопоставимо с результатами однократной закалки материала с пористостью 15%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать повышенные физико-механические свойства по сравнению традиционными (однократная закалка) методами термической обработки.

Использование предложенного способа по сравнению с прототипом позволяет значительно, в 1,7÷1,8 раза, увеличить предел прочности на растяжение и в 2,6÷2,8 раза твердость (режим 6) по отношению к исходным данным и соответственно в 1,5÷1,6 и 1,4÷1,5 раза по отношению к однократной закалке (режим 2).

Способ термического упрочнения изделий из порошковых материалов на основе железа, включающий пропитку изделий маслом при температуре 80-90°С, закалку путем нагрева в соляной ванне до температуры 800-900°С и резкого охлаждения, сушку горячим воздухом с температурой 100-120°С и отпуск при температуре 350°С, при этом закалку и сушку осуществляют двухкратно,



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению изделий из жаропрочных никелевых сплавов. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности термической обработке спеченных изделий с открытой пористостью в электролите. .

Изобретение относится к области термической обработки режущего инструмента. .

Изобретение относится к области упрочняющей обработки твердых сплавов инструментального назначения. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для получения круглых в плане изделий с мелкозернистой структурой. .
Изобретение относится к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению спеченных постоянных магнитов системы РЗМ-Fe-B. .
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к способам изготовления поршневых колец. .

Изобретение относится к способу переработки отходов магнитов, преимущественно на основе железа-бора-редкоземельного элемента, в котором ранее спеченные магниты были уже использованы или отбракованы в процессе производства.

Изобретение относится к атомной технике, в частности к способу изготовления поглощающих сердечников с регулируемой поглощающей способностью из материала, поглощающего нейтроны, и предназначенных для применения в поглощающих элементах системы управления и защиты ядерных энергетических реакторов.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению износостойкого антифрикционного самосмазывающегося сплава с большим содержанием олова. Распыленные порошки состава Al-40Sn прессуют в брикет и спекают в инертной атмосфере при температуре 590-615°C в течение 90-30 минут. Спеченный брикет подвергают равноканальному угловому прессованию при сохранении неизменного положения плоскости деформации. Сплав обладает высокими механическими и триботехническими свойствами при трении по стали в отсутствие жидкой смазки. 7 ил.
Изобретение относится к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов. Может использоваться в газотурбинных двигателях (ГТД) для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих при повышенных температурах. Гранулы крупностью менее 100 мкм получают методом плазменной плавки и центробежного распыления вращающейся литой заготовки при скорости вращения более 15000 об/мин. Дегазацию гранул проводят в движущемся потоке при массовой подаче 10-50 кг/ч с одновременным заполнением, виброуплотнением и герметизацией капсул. Горячее изостатическое прессование и закалку проводят в течение 2-8 часов в однофазной области на 2-30°C выше температуры сольвуса, скорость охлаждения при закалке поддерживают выше 25°C/мин. Старение проводят в две стадии: для высокожаропрочных сплавов - при 850-890°C и 740-780°C, а для высокопрочных - при 800-760°C и 680-720°C. Повышается ресурс и надежность изделий, работающих в условиях жесткого нагружения в ГТД, за счет более высоких характеристик прочности, жаропрочности и трещиностойкости при рабочих температурах. 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке лазером при изготовлении и ремонте различных машин и механизмов. Для повышения физико-механических свойств инструментальных и конструкционных материалов осуществляют лазерную обработку изделий с использованием лазера импульсного действия при полезной энергии импульса 60-500 Дж, плотности мощности импульса 1,2·1010-4,3·1011 Вт/м2, длине волны 1,064·10-6 м, продолжительности импульса 0,8·10-3 с, диаметре луча 1,2·10-3-2,5·10-3 м и расстоянии от места облучения до упрочняемой поверхности 12-30 мм. 7 ил.

Изобретение относится к обработке металлокерамических материалов резанием, в частности к формированию поверхностного слоя пористых металлокерамических спеченных материалов, которые могут быть использованы при производстве деталей из антифрикционных материалов, которые применяются в качестве самосмазывающихся подшипников скольжения для установки в спидометрах, распределителях зажигания, стартерах, стеклоочистителях, стеклоподъемниках автомобилей и тракторов, глубинных насосах, бытовой технике. Способ обработки включает удаление основной части припуска детали механической обработкой, после чего поверхность подвергают воздействию химически активного раствора, поступающего в зону резания из емкости-активатора, наполненного раствором, с пропусканием через него электрического тока с напряжением до 28 В и силой тока до 2,4 А с обеспечением процесса электрохимического травления. В результате обработки улучшается обрабатываемость металлокерамических сплавов. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых для холодной и горячей механической обработки металлов и металлических сплавов, например, резанием. Твердосплавное изделие облучают быстрыми электронами при флюенсах, меньших 1·1012 эл/см2, и проводят стабилизирующий отжиг в интервале температур от 200 до 350 °С. Обеспечивается стабилизация механических характеристик. 5 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изделиям из карбидсодержаших твердых сплавов, применяемым для холодной и горячей механической обработки металлов и сплавов, например, резанием. Способ получения режущего инструмента из карбидсодержащих сплавов вольфрамовой (ВК) и титано-вольфрамовой (ТК) групп включает спекание карбидсодержащих сплавов при температуре 1400-1650°C и охлаждение. После спекания производят вакуумный отжиг с нагревом до температуры 1050°C-1250°C и выдержкой 1 час, а последующее охлаждение осуществляют вместе с печью в течение 4 часов. Повышается стойкость карбидсодержащих сплавов. 8 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изделиям из твердых сплавов, применяемым для холодной и горячей механической обработки металлов и сплавов, например, резанием. Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение технического процесса термообработки твердых сплавов,. Способ термической обработки твердосплавного изделия включает спекание твердосплавного изделия и охлаждение. Спекание проводят при температуре 1650°С, затем осуществляют вакуумный отпуск с нагревом до температуры 1050°С-1250°С и выдержкой 1 час, а охлаждение проводят вместе с печью в течение 4 часов. Увеличиваются твердость, прочность и стойкость изделий. 1 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов, и может быть использовано в производстве тяжелонагруженных деталей газотурбинных двигателей, работающих в условиях градиента температуры и имеющих механические свойства, меняющиеся по сечению. Способ получения биметаллического диска газотурбинного двигателя включает засыпку в капсулу для диска, состоящего из ободной и ступичной частей, гранул двух жаропрочных никелевых сплавов, горячее изостатическое прессование капсулы и последующую термообработку. В капсулу для диска засыпают гранулы двух жаропрочных никелевых сплавов, различающихся по температуре сольвуса не более чем на 5-10°С. Для засыпки ободной части диска используют гранулы одного жаропрочного никелевого сплава с фракцией 140 мкм и более. Для ступичной части используют гранулы другого жаропрочного никелевого сплава с фракцией не более 70 мкм, при этом горячее изостатическое прессование и термообработку проводят при одной температуре, превышающей температуру сольвуса каждого сплава. Повышается КПД, ресурс и надежность и снижается вес газотурбинного двигателя за счет более высоких характеристик прочности и сопротивления малоцикловой усталости в ступице дисков турбины и повышенных характеристик жаропрочности и трещиностойкости на их ободе. 1 табл.
Наверх