Способ получения заготовок из стальных порошков

Способ получения заготовок из стальных порошков

Реферат

 

Изобретение относится к порошковой металлургии. Цель расширение технологических возможностей и улучшение качества заготовок за счет повышения уровня и стабильности механических свойств, а также повышение выхода годного металла. В капсулу размещают титановый геттер в виде губки и порошок стали 10Р6 М5 МП, капсулу герметизируют, нагревают и уплотняют до плотности порошка 90 100% от теоретической осадкой под подающим молотом в открытом штампе. После этого заготовку отжигают при температуре 2 3 ч и подвергают горячей обработке ковкой до требуемого размера. 4 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления порошковых заготовок из инструментальных, конструкционных и других сталей и сплавов. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и улучшение качества заготовок за счет повышения уровня и стабильности механических свойств, а также повышение выхода годного металла. Сущность способа заключается в том, что капсулу с порошком и титановым геттером герметизируют, нагревают, уплотняют до плотности порошка 90-100% от теоретической, отжигают при температуре 0,8-0,85 от температуры солидуса 2-3 ч, после чего подвергают горячей обработке давлением, например ковкой или прокатной. При этом капсулу уплотняют односторонней осадкой под подающим молотом в открытом штампе при удельной энергии удара 125-250 Дж/см² при отношении высоты капсулы к ее диаметру меньшем 1 и двусторонней осадкой при тех же условиях при отношении высоты капсулы к ее диаметру большем 1. При удельной энергии удара меньшей 125 Дж/см² (плотность осажденной заготовки меньше 90% от теоретической) и при последующей ковке или прокатке случайное разрушение капсулы может привести к частичному окислению заготовки и улучшению ее качества. Применение удельной энергии удара большей 250 Дж/см² не имеет практического смысла, так как плотность заготовки приближается к теоретической; при отношении высоты капсулы к ее диаметру большем 1 в нижней части заготовки после осадки плотность составляет менее 90% от теоретической, что может приводить к последующему окислению и ухудшению качества заготовки. Этот эффект устраняется в результате двусторонней осадки заготовок. Для повышения уровня стабильности механических свойств металла заготовку после осадки целесообразно подвергнуть нагреву до температуры 0,8-0,85 от температуры солидуса и выдержать ее при этой температуре 2-3 ч. При температуре менее 0,8 от температуры солидуса и выдержке менее 2 ч эффект повышения свойств не наблюдается. Выдержка при температуре более 0,85 от температуры солидуса продолжительностью более 3 ч приводит к росту зерна и карбидов, что снижает уровень механических свойств металла. Если капсулу выполнить с углублением и расположить в нем геттер, то при осадке и последующей горячей деформации геттер и будет смешиваться с порошком и тем самым повысится выход годного металла. Пример осуществления способа. В цилиндрическое углубление капсулы укладывали титановый геттер в виде губки, масса которого составляла 0,3-0,5% от массы порошка, затем засыпался порошок стали марки 10Р6М5-МП, корпус закрывался крышкой и производилась приварка крышки к корпусу герметическим швом. Снаряженная капсула с порошком нагревалась в печи до 1150^оС, затем помещалась в открытый штамп с подкладным кольцом, установленным на нижний боек молота. На крышку капсулы ставился плавающий пуансон и 3-4 ударами бойка молота по пуансону производилась осадка. При отношении Н/D > 1 штамп поворачивался на 180^о и производилась повторная осадка заготовки. После осадки заготовка перемещалась в нагревательную печь, где подогревалась до температуры 0,8-0,85 от температуры солидуса (Т 1000^оС) и выдерживалась при этой температуре 2-3 ч. После завершения выдержки заготовка подвергалась дальнейшей деформации ковкой до требуемого размера. Изделия, полученные описанным способом, имеют среднюю прочность на изгиб 3800-4200 МПа (3500 МПа в известном способе) и коэффициент вариации, характеризующий стабильность прочности < 10% (в известном способе 15%).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ СТАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ, включающий изготовление капсулы, засыпку порошка в капсулу, укладку титанового геттера, герметизацию капсулы с порошком и геттером, ее нагрев и последующую обработку давлением, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и улучшения качества заготовок за счет повышения уровня стабильности механических свойств, перед горячей обработкой давлением капсулу с порошком уплотняют до плотности порошка, равной 90 100% от теоретической, и отжигают при температуре 0,8 0,85 от температуры солидуса в течение 2 3 ч, а горячую обработку давлением проводят ковкой или прокаткой. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уплотнение капсулы с порошком до плотности порошка, равной 90 100% от теоретической, осуществляют осадкой капсулы под падающим молотом в открытом штампе при удельной энергии удара 125 250 Дж/см². 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при отношении высоты капсулы к ее диаметру менее 1 производят одностороннюю осадку капсулы, а при отношении большем 1 двустороннюю осадку. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного металла, капсулу изготавливают с углублением для размещения в нем геттера. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что отношение массы геттера к массе порошка составляет 0,3 0,5%