Способ получения стального порошка из стружки

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬ .НОГО ПОРОШКА ИЗ. СТРУЖКИ, включающий охрупчивание стружки, размол и восстановительньй Ътжиг, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества порошка, восстановительный отжиг осуществляют перед охрупчиванием стружки, а размол ведут в защитной среде. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что восстановительный отжиг и охрупчивание осуществляют одновременно. сл 350 руб/т для железных порошков, а для остальных значительно выше. В качествеИСХОДНОГО сырья для получения легированных порошков мож;о но использовать отходы металлообра00 батывающих производств, в частности сь сл стальную стружку. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 4ib к описываемому изобретению является способ получения стального порошка из стружки, включающий охрупчивание стружки путем ее охлаждения до криогенных температур или термообработки , размол и последующий восстановительный отжиг для удаления кислорода путем ввода для этого компонентов, например углерода:, основной функцией которых являетия разрушение окислов в ходе восстановительных реакций. OcHOBHbW недостатком, снижающим качество получаемых таким способом порошков, является то, что процесс

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (191. (1И (51) 5 В 22 F 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlpH rHHT СССР (21) 3230955/22-02 (22) 30.12.80 (46) 30.08.90. Бюл. Р 32 (72) N.Ñ. Зухер, С.С. Кипарисов, В.Г. Кислов, О.В. Падалко, В.В. Покидышев, О.П. Ратова, С.А. Степнов и В.Л. Эсикман (53) 621.762.3(088,8) (56) Лавыденков В.А. и др. Технология получения и свойства спеченных нержавеющих сталей для деталей машин.

"Порошковая металлургия", 1978, N 5, с. 51.

Патент США 1(» 4129443, кл. 75-212» опубл. 1979.

Изобретение относится к области получения порошкообразных материалов» в частности к способу получения легированных металлйческих порошков на основе железа из металлических отходов, образующихся при металлообработке.

Основными способами получения порошков на основе железа и легированной стали являются распыление расплавов и восстановление из окислов.

К недостаткам способов относятся трудность получения порошков мелких фракций; окисление и закалка некоторых порошков при распылении; плохая формуемость — для распыленных порошков; недостаточная чистота и неравномерность химического состава;-малый насыпной вес — для восстановленных порошков. Кроме того, себестоимость порошков, полученных перечисленными методами, достаточно высока — 30б2 (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНОГО ПОРОШКА ИЗ СТРУЖКИ, включающий охрупчивание стружки, размол и восстановительный отжиг, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения качества порошка, восстановительный отжиг осуществляют перед охрупчнванием стружки, а размол ведут в защитной среде.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем» что восстановительный отжиг и охрупчивание осуществляют одновременно.

350 руб/т для железных порошков, а для остальных значительно выше.

В качестве исходного сырья для получения легированных порошков можно использовать отходы металлообрабатывающих производств, в частности стальную стружку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

-к описываемому изобретению является способ получения стального порошка из стружки, включающий охрупчивание стружки путем ее охлаждения до криогеннь:х температур или термообработки, размол и последующий восстановительный отжиг для удаления кислорода путем ввода для этого компонентов, например углерода, основной функцией которых являетая разрушение окислов в ходе восстановительных реакций.

Основньи недостатком, снижающим качество получаемых таким способом порошков, является то, что процесс

936547 удаления окислов является трудоемким и дорогостоящим, при этом следует учитывать, что в полном объеме его провести не удается.

При измельчении стружки окислы, присутствующие в ней в виде относительно легко удаляемых тонких пленок, переводятся в высокодисперсное состояние и равномерно распределяются 10 по всему объему порошка, в том числе закупориваются внутри частиц порошка (т.е. переводятся в кинетически трудновосстановимую форму). В итоге не удается снизить содержание кислорода в порошке до уровня его содержания в сортовом прокате (например, в быстрорежущей стали РбМ ниже 0,05 мас.Е), при этом существенно ухудшаются и удорожаются процессы прессования и 20 спекания изделий, Цель изобретения — улучшение качества порошка.

Для достижения поставленной цели в способе получения стального порошка 25 из стружки, включающем охрупчивание стружки, размол и восстановительный отжиг, восстановительный отжиг осуществляют перед охрупчиванием стружки, а размол ведут в защитной среде. -0

При этом восстановительный отжиг и охрупчивание могут осуществлять

1 одновременно.

В тех случаях,. когда охрупчивание стружки осуществляют путем ее термообработки (закалки или цементации), операции восстановления окислов в стружке и нагрев ее под закалicy могут быть совмещены.

Пример 1. Известный способ.

Окисленную в процессе резания стружку быстрорежущей стали Р6М5 с содержанием кислорода 0,32 мас.7. охлаждали. до 100 С при помощи жидкого азота и измельчали при этой температуре в порошок крупностью 200 мкм. Полученный порошок смешивали с сажевосстановителем в количестве, достаточном для связывания кислорода в виде СО, и с пластификатором для обеспечения °

Формуемости, прессовали при давлении

7 тс/см и спекали в вакууме

1х10 4мм рт.ст. при температуре 1250 +

+ 20 С в течение шести ч. В процессе спекания происходило восстановление окислов углеродом сажи.

Пример 2. Стружку по примеру 1 нагревали при температуре 700 С в течение 1 ч в токе технического водорода, пропущенного сквозь набивку из титановой стружки, а после нагрева охлаждали в токе водорода., Содержание кислорода в стружке, подвергнутой указанной обработке, составляло 0,07 мас.X. Стружку измельчали в порошок — 200 мкм при условиях, аналогичных указанным в примере 1.Полученный порошок без добавления сажи и пластификатора прессовали при давлении 4 тс/см2 и спекали в вакууме

1х10 мм рт.ст. при температуре

1250+20 С в .течение трех ч. Побочным эффектом спекания являлось, в частности, восстановление некоторого количества окислов связанным углеродом, присутствующим в составе стали.

Пример 3. Известный способ.

Стружку стали ШХ15 закаливали путем нагрева в течение 0,4 ч при температуре 850 С и охлаждении в закалочной среде., после чего размалывали. Полученный порошок затем просеивали с отбором фракции — О, 31 2+0, 050 мм, в него добавляли 1,5 мас. X графита, после чего порошок проходил восстановительный отжиг в эндогазе при температуре

950 С в течение 2,5 ч.

Пример 4, Стружку стали ПХ15 выдерживали при температуре 850 С в течение 0,5 ч в среде эндогаза до восстановления окислов, после чего закаливали охлажденнем в закалочной жидкости. Далее стружка размалывалась

;.. мельнице в среде защитноro газа— азота. Из полученного порошка отбиралась фракция — 0,312+0,050 мм, которая затем отжигалась при температуре 500 С в течение 0,5 ч.

Свойства порошков, полученных известным и предложенным способами, показаны в таблице.

Как видно из приведенных данных, предложенный способ переработки стружки в порошок позволяет существенно уменьшить в готовом продукте содержание кислорода, улучшить технологические характеристики порошка, а также снизить трудоемкость всего процесса.

936547

Пример 4

Пример 2 Пример 3 (известный) Характеристика

Пример 1 (известный) 2,5

4,5

4,5

0,2

0 25

0,24

0,05

0,15

2, 6-2, 8 2, 5- 3, 0 2,5-3,0

3,S9-4,90 3,69-4,98

2, 6-3,0

6,5

6,3 без пластификатора не прессуется относи тельная плотность

0,72

0,78

7 т/см2

7ь1

6,8

Составитель

Техред Л.Олийнык

Корректор И. Лароши

Редактор И. Ленина

I, Заказ 3090 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Суммарное время на изготовление изделия, час 8 Содержание кислорода, 1мас.Е:

Исходное сырье 0,36

Стружка перед размолом 0,36

Порошок после размола 0,40

Порошок после восстанови- после спекательного отжига ния

Насыпная плотность, г/см

Удельн ая лов е рх но с ть, м / г

Уплотняемость, г/смэ, при давлении:

4 т/см

0,36 4,5

0,07 6,5

010 . 70 после спека- 0,4-0,8 ния