Способ изготовления порошковых изделий из молибдена и его сплавов
Патент 1746616
Авторы
Классы МПК
Способ изготовления порошковых изделий из молибдена и его сплавов
Реферат
Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ изготовления порошковых изделий из молибдена и его сплавов, преимущественно дисков термокомпенсаторов, включает прессование порошковой заготовки, спекание и деформирование. Порошковую заготовку прессут цилиндрической формы. Заготовку спекают объемом, равным 1,2 - 1,3 объема диска термо-компенсатора, и высотой, равной 6 - 20 высоты диска термокомпенсатора. Деформирование осуществляют торцовой осадкой при температуре на 350 - 450oС выше температуры начала рекристаллизации и его сплавов, а после деформирования проводят механическую обработку в размер диска термокомпенсатора. Способ позволяет снизить брак дисков термокомпенсаторов по короблению, расслою и трещинам. Выход годного увеличивается с 14 - 16 до 70 - 80%.
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в цветной металлургии, электротехнической и электронной промышленности. Известен способ изготовления молибденовых дисков термокомпенсаторов, включающий выплавку и обточку слитков, прессование сутунки из слитков, резку сутунки на мерные длины, правку на молоте при 1500оС, механическую обработку сутунки, прокатку за несколько проходов при 1450 и 1200оС до требуемой толщины, резку проката на прямоугольные заготовки дисков, вырубку дисков и чистовую механическую обработку. Недостатками данного способа являются высокая трудоемкость, низкий выход в годное (16-20%), анизотропия структуры и механические свойства в плоскости изделий, склонность к расслоению и короблению дисков, изготовленных вырубкой из листового проката. Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ получения изделий из спеченного молибдена, включающий прессование штабиков в стальных пресс-формах, предварительное спекание при 1000оС в атмосфере водорода; высокотемпературное спекание (сварка) в сварочных аппаратах при 2000оС и прокатку при 1250оС за несколько проходов до требуемой толщины. Данный способ также обладает всеми указанными недостатками, но имеет несколько лучшие технико-экономические показатели за счет использования исходной заготовки прямоугольного сечения, полученной методом порошковой металлургии. Целью изобретения является повышение качества изделий и увеличение выхода годного. Для этого в способе изготовления порошковых изделий из молибдена и его сплавов, преимущественно дисков термокомпенсаторов, включающем прессование порошков заготовки, спекание и деформирование, порошковую заготовку прессуют цилиндрической формы, заготовку спекают объемом, равным 1,2-1,3 объема диска термокомпенсатора, и высотой, равной 6-20 высот диска термокомпенсатора, деформирование осуществляют торцовой осадкой при температуре на 350-450оС выше температуры начала рекристаллизации молибдена и его сплавов, а после деформирования проводят механическую обработку в размер диска термокомпенсатора. Применение заготовок с предлагаемым соотношением геометрических размеров обеспечивает повышение качества изделий и увеличение выхода годного за счет использования заготовок рациональной формы. Выполнение заготовки в виде цилиндра с объемом заготовки, равным 1,2-1,3 объема диска термокомпенсатора, обеспечивает припуски на механическую обработку для получения заданной чистоты поверхности и точности геометрических размеров дисков, что гарантирует высокое качество изделий и высокий выход в годное. При объеме заготовки меньше 1,2 объема диска не достигается требуемого размера изделий, при объеме заготовки более 1,3 объема диска возрастает расход материала и трудоемкость процесса изготовления диска. Использование исходных заготовок высотой более 20 высот диска приводит к резкому повышению усилия деформации, образованию расслоя, трещин, надрыву кромок и разрушению дисков. При высоте заготовки менее 6 высот диска снижается качество изделий, так как в этом случае при торцовой осадке степень упрочнения материала для обеспечения однородности и высокого уровня механических свойств является недостаточной. Деформирование заготовок по схеме торцовой осадки при температурах, на 350-450оС превышающих температуру начала рекристаллизации материала, обеспечивает благоприятные условия для формирования более изотропной структуры и высоких механических свойств в плоскости изделия, что исключает расслой изделий и их коробление в процессе изготовления и эксплуатации. При разнице температур торцовой осадки и начала рекристаллизации менее 350оС повышается усилие деформации, образуется расслой, трещины, что приводит к разрушению дисков. При проведении торцовой осадки при температуре выше температуры начала рекристаллизации более 450оС развиваются процессы собирательной рекристаллизации обработки, при которых формируется грубозернистая неоднородная структура, характеризующаяся низкими прочными свойствами. Деформированные диски имеют низкое качество поверхности и обладают склонностью к короблению. П р и м е р. 85 г смеси порошков молибдена, углерода, никеля, мас. 0,07 С; 0,05 Ni, Mo остальное, с добавлением 1 мас. пластификатора (4%-ный раствор каучука СК) прессовали в вертикальной цилиндрической пресс-форме и спекали в атмосфере водорода при 1200 20оС в течение 4 ч. Второе спекание заготовок проводили в вакууме при 2000 30оС в течение 3 ч. Спеченные заготовки имели следующие размеры Нзаг. 6Н диска 8 2,8 22,4 мм Vзаг. 1,22 Vдиска 1,22 6,893 8,409 см3, Dзаг 21,7 мм Исходные данные: Ндис. 2,8 мм Dдис. 56 мм Форма спеченной заготовки обеспечивалась размерами пресс-формы, изготовленной с учетом коэффициентов усадки материала при спекании. Деформирование спеченных заготовок проводили по схеме однократной торцовой осадки при температуре 1500оС, превышающей на 400оС температуру начала рекристаллизации сплава. Осаженные заготовки имели качественную поверхность (отсутствие выпуклостей, расслоя, коробления) и по сравнению с катаными заготовками более благоприятную для данного вида продукции микроструктуру. Выход в годное составил 78% Сопоставительный анализ экспериментальных данных показывает, что по сравнению с прототипом диски, полученные согласно предлагаемому способу, имеют более высокие и однородные механические характеристики и более качественную поверхность (отсутствует брак по расслою, короблению, надрыву кромок). Выход в годное изделий, полученных по предлагаемому способу, составляет 70-80% против 20% по прототипу.
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МОЛИБДЕНА И ЕГО СПЛАВОВ, преимущественно дисков термокомпенсаторов, включающий прессование порошковой заготовки, спекание и деформирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия и увеличения выхода годного, порошковую заготовку прессуют цилиндрической формы, заготовку спекают объемом, равным 1,2 - 1,3 объема диска термокомпенсатора, и высотой, равной 6 - 20 высоты диска термокомпенсатора, деформирование осуществляют торцовой осадкой при температуре на 350-450oС выше температуры начала рекристаллизации молибдена и его сплавов, а после деформирования проводят механическую обработку в размер диска термокомпенсатора.