Способ спекания изделий из порошковых материалов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СПОСОБ СПЕКАНИЯ. ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев и выдержку в восстановительной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса и безопасности труда, в качестве восстановительной среды берут расплав смеси буры с тетраборатом железа или меди, взятыми в соотношении 90:10 - 95:5 соответственно . (Л с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
4 (5!1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbIYMA
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
H ABTOPCKOMV 06ИАИ ВЪСТВМ г> О
МФ (21) 3664978!22-02 (22) 22 ° 11.83 (46) 07.05.85. Бюл. 9 17 (72) В.В. Саваренский, В.Г. Мельников, P.À. Юматова и Т.Г. Комарова (71) Ивановский ордена Трудового
Красного Знамени химико-технологический институт (53) 621.762.5(088.8) (56} 1. Раковский В.С. Спеченные материалы в технике. М., "Металлургия", 1978, с. 232.
2. Авторское свидетельство СССР
У 804207, кл. В 22 Р 3/26, 1971. (54) (57) СПОСОБ СНЕКАНИЯ, ИЗДЕЛИЙ ИЗ
II0P0I11K0BbIX МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев и выдержку в восстановительной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса и безопасности труда, в качестве восстановительной среды берут расплав смеси буры с тетраборатом железа или меди, взятыми в соотношении 90:10 — 95:5 соответственно.
1154049
20 пористых заготовок смесью керосина и скипидара.
Целью изобретения является повышение экономичности процесса и безопасности труда.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу спекания изделий из порошковых материалов, вкгпочающему нагрев и выдержку в вос- 45 становительной среде, в качестве восстановительной среды берут расплав смеси буры с тетраборатом железа или меди, взятыми в соотношении
90:10 — 95:5 соответственно. SO
Бура (тетраборат натрия) — На В,О„»
«10 Н,О обладает восстанавливающими окислы свойствами, но из-за высокого содержания (свыше 477) кристалло- . гидратной и конституционнои воды для
55 процессов спекания порошковых иэделий не подходит, поскольку при нагревании выделяющиеся пары воды окисИзобретение относится к способу изготовления изделий методом порошковой металлургии и может быть использовано для получения спеченных изделий различного назначения: антифрик- 5 ционного, конструктивного, электротех" нического;
Известен способ получения спеченных иэделий методом порошковой металлургии, включающий спекание изделий в водороде, как восстановительной среде (1$.
Однако водород является дорогим привозным газом, кроме того, он образует в смеси с кислородом воздуха г (в определенной пропорции) взрывоопасную смесь, что затрудняет широкое применение этого газа, как среды спекания, особенно на мелкосерийных участках порошковой металлургии.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ спекания изделий иэ порошковых материа— лов, включающий нагрев и выдержку в восстановительной среде. В качестве восстановительной среды используют смесь керосина и скипидара 23.
Недостатками известного способа получения спеченных материалов явля- ЗО ется воэможность окисления заготовки, необходимость в вытяжной вентиляции для удаления пожароопасных паров керосина и скипидара, выделяющихся из пор при спекании, необходимость в . З5 специальной установке для пропитки ляют изделия, Если в буру ввести порошки желе з а или меди, то при температурах порядка 400-450 С порошки связывают кристаллогидратную и конституционную воду, превращаясь в окислы соответствующих металлов. При сплавлении буры с окислами укаэанных металлов (при температурах 600700 С) получаются прозрачные стекла перлы-буры — тетрабораты железа и меди, не дающие во,е вернуться в состав буры при охлаждении.
Количество тетраборатов менее
5 мас .X не могут связать . все количество воды, выделяющееся при нагревании буры; количество тетраборатов более 107. ухудшает качество изделий и удорожает процесс получения спеченных изделий иэ-эа повышенного расхода порошков железа и меди.
П р и и е р 1. В контейнер засыпают 0,25 кг порошка меди и 2 кг буры. Сверху засыпают детали иэ меди (держатели контактов). Сверху засыпают еще порошка буры, так что общее количество ее составило
9,75 кг. Контейнер выдерживают в печи при 860 С в течение 1 ч. Содержание окислов в спеченных изделиях — до 2,57.. Детали можно применять там, где от них не требуется прочности и жесткости.
Пример 2. В контейнер из нержавеющей стали вместимостью 10 кг засыпают 2,0 кг буры технической и
0,5 кг порошка меди ПИС-2. На этот слой укладывают медно-графитовые изделия (уплотнители подвода пара к барабанам красильных машин). Затем изделия засыпают бурой, причем общая масса буры — 9,5 кг. Контейнер помещают в эакалочную печь и выдерживают 1,5 ч при 820 С. В спеченных изделиях содержание окислов не превышает 1,3-1,57..
Пример 3. В контейнер за сыпают 2 кг буры и 0,75 кг порошка железа. На слой этого порошка укладывают по всей площади,онтейнера спрессованные втулки из железного порошка (втулки оси ручной лебедки) .
Затем изделия засыпают порошком буры так, что общая масса буры равнялась
9,25 кг. Контейнер выдерживают в печи 1,5 ч при 1150 С. Содержание окислов в спеченных изделиях не превышает 0,9-1, 17..
1154049
Таблица 1
Температура прокаливания
Соотношение буры и тетраборатов железа или меди в смеси, мас.%
Смеси порошков железа или меди, С
1 97,5:2,5
550
600
95,0:5,0
92,5:7,5
90,0:10,0
87,5:12,5
650
700.
750
Параметры способов получения спеченных изделий при спекании их в смеси буры и тетраборатов металлов
30 по примерам приведены в табл. 2 и 3.
Таблица 2
Параметры способа
В смесей
Качество спеченных Кратность изделий использования
Время спекания, ч
Необходимость вентиляции, другие требования
Не нужна
1,0
Удовлетворительное, отдельные пятна на поверхности
Свыше 50
То же
Хорошее
На некоторых изделиях трещины
1,5
Необходимая вентиляция, пожаробезопасное помещение
Известная
Пример 4, В контейнер засыпают 2 кг буры и 1 кг порошка железа. На этот слой помещают втулки из железо-медно-графитовой шихты (втулки батанного механизма ткацкого 5 станка) . Изделия засыпают сверху
7 кг буры так, что общая масса буры равна 9 кг. Изделия спекают в печи 1,5 ч при 1060 С. Содержание окислов в изедлиях не превышает
О, 7-0, 97.
Пример 5 ° В контейнер засыпают 0,75 кг медного порошка и 2 кг буры. На этот слой укладывают изделия из сплава на основе меди (БГр-4). 15
Сверху детали засыпают бурой, причем общая масса буры равне 9,25 кг. Контейнер выдерживают в печи 1,5 ч при
760 С. Содержание окислов в спеченных материалах около 0,75Х. 20
Пример 6. В контейнер засыпают 0,75 кг медного порошка и 2 кг буры. На этот слой укладывают детали (держатели электродов) иэ сплава на основе меди-латуни. Сверху детали засыпают бурой, при этом общая масса буры равна 9,25 кг. Контейнер выдерживают в печи в течение 1,5 ч при 720 С. Содержание окислов в спеченных деталях 0,82-0,877.
Рецептура некоторых смесей для снекания и параметры ее получения приведены в табл. 1.
1154049
Таблица 3
Повышение экономичности процесса спекания достигается за счет многократного использования дешевой недефицитной среды с восстанавливающими свойствами, повышение безопасности труда эа счет применения негорючей и нетоксичной среды для спекания, улучшение охраны окружающей .10 среды иэ-за отсутствия выброса в атмосферу каких-либо веществ, воэ" можность создания участка порошковой металлургии с предлагаемым способом спекания в любом помещении без затраты дополнительных средств
15 на его оборудование. ачество изделий
Смес одержание окислов, 7
1,0 Удовлетворительное 2,5
Хорошее 1, 3-1, 5
Хорошее О, 9-1, 1
1,5
Хорошее 0,7-0,9
1,5
1,0
Трещины. Количество окислов
Качество получаемых изделий хорошее, так как содержарие окислов в них не превышает 1,0-1,5Х. не проверялось
Xopomee 1,3-1,7
Иэвест1 ф 5 ная
Заказ 2582/10 Тираж 747 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Т. Шевелева.Редактор А. Шандор Техред М.Надь Корректор В. Вутяга