Способ изготовления спеченных изделийиз материалов ha ochobe железа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик

pi) 850312 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 150679 (2т) 2789333/2202 с присоединением заявки йо— (23) Приоритет—

Опубликовано 300781.. Бюллетень 89 28

Дата опубликования описания 300781 (51)М. Кл З

В 22 F 3/16

ГосударетвеннмА коинтет

СССР оо делам нзобретеннА и отнрмтнА (53) УДК 621. 762.8(088.8) В.Я.Буланов, В.A. Куканов, С.A.Ïëåõàíîâ и A.Е.Ячменев

P2) Авторы изобретени»

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству деталей машин, преимущественно роликов подшипников качения, из материалов на основе железа.

Известен способ изготовления деталей машин иэ материалов на основе железа, включающий прессование заготовок, спекание, повторное прессова- 1О ние и повторное спекание (1).

Недостатком укаэанного способа является недостаточная прочность и твердость поверхности заготовки, что не отвечает требованиям к деталям, работающим при больших нагрузках, например к роликам подшипников качения. Кроме того, механические свойства аниэотропны по поверхности деталей, что приводит к быстрому их разрушению при эксплуатации.

Известен способ изготовления деталей машин из порошков на основе железа, включающий смешивание порошков, прессование заготовок при давлении 6-8 т/см, их спекание, -деформацию и последующую термообработку(2).

Недостатками известного способа являются высокие знергоэатраты и большие расходы металла за счет уплотнения заготовки до монолитного 30 состояния. Зля деталей машин, напри мер для роликов подшипников качения, рабочей частью является поверхность, поэтому достаточно уплотнения только поверхностного слоя иэделия. Кроме того, механические свойства деталей, полученных этим способом, не однороаны по поверхности. Это приводит к их быстрому разрушению при эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эФфекту является способ изготов:ления спеченных изделий иэ материалов на основе железа, включающий смешивание прюошков, прессование saготовок при давлении 6-7 т/см, предваттителькое спекание s защитной ат- .мосфере при 900тС в течение 2 ч, допрессовку при давлении 8-9 т/см и окончательное спекание в защитной атмосфере при 120ц С в течение 2 ч f3.).

Недостатком известного способа является неоднородность свойств по поверхнасттт иэделий, одинаковое уплотчение поверхности и внутренних ,слоев изделий.

Цель изобретения - повышение т механических свойств и облегчение

850312

О

20

S5

ВНИИПИ Заказ 6195/15 Тираж 869 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 иэделия за счет сохранения пористой сеьдцевины.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления спеченных изделий из материалов на основе железа, преимуществейно ьоликов подшипников качения, после окончательного спекания иэделия подвергают обработке путем прокатки с обжигом при давлении 8-15 т/см2Предлагаемый способ осуществляют следующим обьазьм.

Порошки исходных компонентов смешивают, прессуют изделия при давлении 6-8 т/см и спекают изделия в вос. становительной атмосфере при 9001000 С, повторно прессуют при давлении 9-10 т/см2 и спекают при 11001200 С, после чего осуществляют холодную поверхностную прокатку с усилием 8-15 т/см

Х

Двухстадийное прессование и спекание позволяет достичь наивысшую плотность заготовок. Установлено, что предельная плотность заготовок, равная 87-92%, достигается двухстадийным прессованием при давлении 68 т/см на первой стадии и 9-10 т/см при вторичной прессовании. о

:Первое спекание при 900-1000 С дает минимальную усадку заготовки.

Это позволяет производить первичное и вторичное прессование в одной прессформе. В процессе первого спекания при температуре свыше 1000 С размеры и форма заготовок существенно изменяются, поэтому необходимо изготовлять специальную пресс-форму, что увеличивает стоимость изделий. Температура первого спекания оказывает влияние также на механическую прочность заготсвок. Увеличение температуры опеке.ния приводит к образованию значительного количества металлических связей между частицами, что в свою очередь требует увеличения давления повторного прессования.

Повторное спекание при температуре 1100-1200оC приводит к усадке заготовок и увеличению их твердости.

При поверхностной холодной прокатке заготовок возникают усилия, которые способствуют поверхностному "течению" материалов, уплотняют поверхностный слой, вовлекая в этот процесс вглубь лежащие слои. После прокатки упрочненвый слой обладает более монолитной структурой.

Прокатку проводят с усилием 8—

15 т см, обеспечивающим повышение тверДости и прочности.При прокатке с усилием менее 8 т/см2 не достигается необходимой твердости для изделий, работающих в условиях повышенных нагрузок,например для роликов подшипни ков качения.При прокатке с усилием более 15 т/см прочность и твердость изделий меняются незначительно.Поэто-: му увеличение усилия прокатки нецелесообразно.

Пример. Для изготовления роликов подшипников качения из материа- ла ЖГР1, 5х2 (2,5% графита, 2% хрома, остальное — железо) смешивают порошки железа, хрома, графита в течение 2 ч, прессуют. иэделия при давлении 6-8 т/см, спекают в атмосфере водорода в течение 2 ч нри 950 С, после этого проводят повторное прессование при давлении 9-10 т/см и спе2 канне при 1150 С.,Спеченные изделия подвергают поверхностной прокатке с усилием 8-15 т/см . После поверхностной прокатки плотность поверхностного слоя не ниже 98%, сердцевины 91- 95%.

Глубина уплотнительного слоя в цЕнтральной части ролика 0,6-1,0 мм, торцовых частей 1,15-1,4 мм. Средняя микротвердость сердцевины изделия

498 кг/мч, поверхностного слоя 680824 кг/мм2.

Предлагаемый способ позволяет получать изделия с поверхностным уплотненным слоем с сохранением пористой сердцевины, что обеспечивает облегчение изделия на 5-8%.

Формула изобретения,Способ изготовления спеченных из- . делий иэ материалов на основе железа, преимущественно роликов подшипников качения, включающий смешивание порошков, предварительное прессоваиие заготовок при давлении 6-8 т/см, первое спекание в восстановительной атмосфере при 900-1000оС, повторное прессование при давлении 9-10 т/см

2 и окончательное спекание в восстановительной атмосфере при температуре 1100-1200оС, о т л и ч а.ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механических свойств и облегчения иэделия за счет сохранения пористой сердцевины, после окончательного спекания иэделия подвЕргают обработке путем прокатки с обжатием при давлении 8-15 т/см.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Роман О.В. и др. Применение стального порошка для изготовления методом порошковой металлургии. Минск, 1963, с.17.

2. Авторское свидетельство СССР

В 389350, кл. В 22 F 3/24, 1973.

3. Радомысельский И.Д. Металлокерамические конструкционные де.— тали. Сб. "Современные проблемы порошковой металлургии". Киев, "Науко« ва думка", 1970, с.184-185.