Способ изготовления изделий из порошков углеродистых сталей

Способ изготовления изделий из порошков углеродистых сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами при 1000-1100 с, отличающийся тем, что, с целью повьшения гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий, перед насыщением карбидообразующими элементами проводят электролитическое никелирование поверхности изделий на толщину 5-25 мкм и трехкратную термоциклическую обработку в интервале температур Aci±50°C. (rt cr

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ONIH

РЕСПУБЛИК

„3К„1155358

У1 Ц В 22 F 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,!;

C и ето сиаму сащдтильстм ,21) 3535782/22-02 (22) 07.01.83 (46) 15.05.85. Бюл. ¹ 18 (72) Н.Н. Гребнев, Ю.В. Туров, Л.И. Фрайман и Е.В. Звонарев (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (53) 621.762.8(088.8) (56) 1. Андрушевич А.А. и др. Опыт применения двухступенчатых механических форсунок со спеченными распылителями. — "Электрические станции", .1980 № 6, с. 68-69.

2. Ворошнин Л.Г. и др. Химикотермическая обработка металлокерамических материалов. Минск, Наука и техника, 1977, с. 55. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ПОРОШКОВ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами при 1000-1100 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью новьппения гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий, перед насыщением карбидообразующими элементами проводят электролитическое никелирование поверхности изделий на толщину

5-25 мкм и трехкратную термоциклическую обработку в интервале температур

Ас1+50 С.

1155358

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу изготовления износостойких порошковых изделий, и может быть использовано в машино ;троении для повышения эксп- 5 луатационной стойкости и;;.олговечности изделий, работающих в условиях гидроабразивного износа.

Известен способ изготовления износостойких изделий, включающий при- 10 готовление смеси порошков, прессование, спекание, науглероживание поверхности изделий, закалку и отпуск

f13 °

Данный способ не позволяет получать изделия с высокой износостойкостью, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовле-20 ния износостойких изделий из порошков углеродистых сталей, включающий прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами лри 10001100 С (2) 25

Однако изделия, изготовленные известным способом, имеют 15-18Х остаточной пористости. В этом случае поры

В

Я располагаются как на рабочей поверхности изделия, так и в объеме метал- З0 ла. Образование дефектов на рабочей поверхности снижает долговечность изделий лри эксплуатации в условиях гидроабразивного износа.

Цель изобретения — повышение гид- З5 роабразивной износостойкости и долговечности изделий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий из порошков углеродистых » сталей, включающему прессование, спекание, насыщение карбидообразующими элементами при 1000-1100 С, перед насыщением карбидообразующими элементами проводят электролитическое нике-45 лирование поверхности изделий на толщину 5-25 мкм и трехкратную термоциклическую обработку в интервале температур Ас, +50 С.

В процессе прессования и спекания получают изделия определенных размеров и формы. Пористость изделий после слекания составляет 15 — 18X, максимальный размер поперечного сече-55 ния пор составляет 15 мкм. При электролитическом никелировании на рабочей поверхности порошковых изделий получают беслористый слой никеля, толщиной не менее диаметра пор.

При термоциклической обработке при температуре Ас, +50 С материала изделия интенсивно протекают диффузионные процессы в системе железо— никель с образованием на поверхности изделия слоя железоникелевого сллава.

Граничные значения температурных интервалов нагрева и охлаждения обуславливаются полными р превращением в порошковых углеродистых сталях в процессе термоциклической обработки, которая приводит к формированию мелкозернистой структуры материала. Нагрев выше температуры Ас + о

+50 С приводит к росту зерна, а ниже

Ас1-50 С вЂ” к неполному - преврао щению, что вызывают снижение механических и технологических свойств материала.

С увеличением толщины никелевого слоя более 25 мкм в структуре хромированного (карбидного) слоя появляются участки, обогащенные никелем, которые приводят к снижению гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий. С уменьшением толщины никелевого покрытия менее 5 мкм на поверхности хромированного слоя появляются поры, количество которых при этом увеличивается до 10Х. Увеличение лористости на поверхности приводит к снижению гидроабразивной износостойкости и долговечности изделий.

Пример 1. Порошок углеро дистой стали с содержанием углерода

0,6Х прессовали при давлении 10 т/см спекали в атмосфере диссоциированного аммиака при 1050 С в течение 2 ч и получали распылители с пористостью

15 — 18K. После этого распылители подвергали электролитическому никелированию в электролите (рН 5,0-5,5) при 25 С и плотности тока 2 А/дм в течение 0,5 ч и получали на их поверхности беспористые никелевые покрытия толщиной 5 мкм. Последующая термоциклическая обработка заключается в трехкратном нагреве в соляной ванне до температуры на 50 С вьш|е Лс„ материала распылителя с лоследующим охлаждением до температуры на 50 С ниже

Ac . После охлаждения до комнатной температуры раслылители подвергали хромированию B порошковой смеси при о

1050 С в течение 6 ч и получали кар1155358

CTOCT

С во со

bэ цо оличе тво циклов раэ ения и э

Пре,цлягаеиый

1, 5 5000

2,5 8000

2,8 8500

3,0

Ас«-20

Ас, -40

5 Ас«+20

Ас, +40

Ас -50

25 Ac1+50

25 Ас1+20

25 Ас1+50

Ас, -50

Ас1 -20

4500

2,4

18

7500

2,3

7800

2,4

25 Ac»+50 Ас„-50

2,7

8200

Ас.1-50

25 Ас +50

5300

1,8

30 Ас, +50

Ас,-50 вест-. иый

3500

7,0

Составитель Т. Шевелева

Редактор Т. Парфенова Техред С.Мигунова Корректор N. Пожо

Заказ 2999/10 Тираж 747 Подписное

ВН!П1П11 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. «IpoeKTHBR» 4 бидные .износостойкие слои толщиной

40 мкм с пористостью на поверхности 37..

Пример 2. Изготавливали спеченные распылители иэ материала и по режимам, которые приведены в примере 1, 3а исключением электролитнческого никелирования. Никелирование перед термоциклической обработкой проводили в течение 1»О ч и получали никелевые покрытия толщиной 15 мкм 10 на рабочей поверхности распылителей.

Пример 3. Спеченные распылители изготавливали аналогично примеру 1. Электролитическое никелирова- 15 ние перед термоциклической обработкой

3 40

3 60

3 70

3 70

3 70

2 70

4 70

3 80 проводили в течение 2,0 ч и получали никелевые покрытия толщиной 25 мкм.

В таблице приведены результаты сравнительной гидроабразивной износостойкости и долговечности готовых иэделий, полученных по известному и предлагаемому способам.

Как видно иэ приведенных данных, предлагаемый. способ изготовления изделий из порошков углеродистых сталей по сравнению с известным способом обеспечивает повышение гидроабразивной износостойкости порошковых изделий в 1,5 — 2,8 раза и увеличение долговечности порошковых изделий в

1,4 — 2,4 раза.