Способ изготовления спеченных изделий
Патент 876303
Авторы
Способ изготовления спеченных изделий
Иллюстрации
Реферат
(72) Авторы изобретения
А. М. Минаев, В. П. Шелохвостов, Б. С. Клочков и В. М. Тютюнник
Тамбовский институт химического машиностроения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам изготовления изделий из металлических порошков путем спекания.
Известен способ изготовления спеченных изделий из железо-никелевых порошков, заключающийся в смещении исходных порошков металлов в определенных соотношениях с добавками пластификаторов, нрессовании этих порошков в заготовки иэделий, нагреве s, контролируемой атмосфере лри определенном 14 температурно-временном режиме, последующем калибровании для получения заданных размеров и физико-механических характеристик (11. Недостатком этого способа является доволь- 1 но частая возможность частичного нли полного оплавления изделий во время спекания, что приводит к неустранимому браку по оплавлению, значительное коробление иэделий сложной конфигурации, а также низкие и нестабильные магнитные свойства изделий.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления спечен2 ных изделий, в котором с целью повьппения магнитных свойств магнитопроводов из спеченных сплавов типа "пермаллой" в качестве исходного материала используют порошки с размером частиц 6 — 8 мк, а спекание осуществля-. ют со скоростью нагрева 150 — 250 С/ч в,интер- вале температур 400 — 900 С с циклнрованием в интервале 1100 — 1350 С (2).
Недостатком известного способа является брак по оплавлению, короблению иэделий сложной конфигурации и невысокие магнитные свойства магнитопроводов.
Цель изобретения — исключение брака по оплавлению, снижение коробления изделий сложной конфигурации и улучшение магнитных свойств магнитопроводов из сплава типа "пермаллой .
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления спеченных изделий, включающем прессование исходного порошка, спекание в среде водорода и охлаждение, спекание осуществляют в интервале температур 750—
1300 С со скоростью нагрева 280-300 С/ч, с изотермнческими выдержками при 750 — 770 С
876303 4 ществляют по следующему режиму: нагрев за
2 ч до 750 С, выдержка при этой температуре 2 ч, нагрев до 900 С, выдержка 20 мин, нагрев до 1000 С, выдержка 20 мин, нагрев до 1300 С, выдержка 6 ч, охлаждение с печью до 600 С, ускоренное охлаждение до 100 С продувкой азотом, а затем на воздухе. Скорость нагрева во всех случаях составляет 280 С/ч, В результате спекания по указанному режи10 му полностью исключено оплавление изделий из пермаллоя и до 50% снижено их коробление.
Магнитные характеристики при средней массе образцов изделий 15-17 г и 20-25 r составдя- . ют: максимальная магнитная проницаемость—
30-35 10з rc/э, магнитная индукция — 15,5 х х10з rc, коэрцитивная сила — 0,12 — 0,13 э, По известйому способу эти характеристики соответственно равны: 17 — 20 10э гс/э; 15 ° 10э гс;
0,3 э.
Таким образом, применение предлагаемого способа изготовления спеченных иэделий из порошков 50 o Fe + 50 o Ni позволяет полностью исключить брак по оплавлению (за счет полной гомогениэации при изотермических
25 выдержках),. на 50% снизить коробление спеченных изделий, а также увеличить максимальную магнитную проницаемость на 43%
Заказ 9449/12 Тираж 872 Подписное
ВНИИПИ
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 в течение 115 — 125 мин, при 880 — 920 С, 980—
1020 С и 1180 — 1220 С вЂ” 20 — 25 мин, при
1280-1300 С вЂ” 6-6,5 ч, охлаждение проводят в две стадии: до 580 — 600 С охлаждают с печью а затем продувкой азотом до 80 — 100 С.
Основной причиной коробления изделий при нагреве является разность температур по сечению. Снижение коробления в предлагаемом способе достигается за счет выравнивания температуры по сечению при изотермических вы. держках.
Причиной оплавления при спекании железоникелевых порошков является гетерогенность структуры спекаемого сплава. Гетерогенная (двухфазная) структура имеет меньшую энтропию по сравнению с гомогенной (однофазной) структурой. Поэтому температура равновесия между жидкой и твердой фазами у неоднород- ной структуры смещается k более низким тем- пературам. Изотермические выдержки способствуют гомогенизации сплава и повышению температуры его оплавления выше температуры отжита.
Предельные значения температур 750 — 1300 С обусловлены необходимостью протекания диффузионных процессов при спекании. Температуры,изотермических выдержек выбраны по технологическим соображениям, причем температуры (750 — 770 С и 880 — 920 С) — для обеспе-, чения ускорения диффузии, так как при таких
30 температурах диффузия сопровождается фазовы. ми превращениями альфа-железа в гамма-железо, что ведет к увеличению количества дефектов — диффузионных путей.
Пример. Карбонильньте порошки железа и никеля в пропорции 1:1 и размерами частиц 6 — 10 мк (чистота 99 — 98% основного элемента) смешивают в шаровой мельнице с добавкой 2% поливинилового спирта. Навески приготовленной смеси по 50 r прессовали с усилием 5 кг/ммз для получения. полых цилиид- 4О рических заготовок с внешним и .внутренним диаметрами 40 и 32 MM соответственно и высотой 7 мм. Одновременно готовили прессовки сложной конфигурации с габаритными размерами 42х58 мм и толщиной 10 мм с фигурным 45 внутренним отверстием. Для спекайия в электрическую печь с молибденовыми нагревателями помещают садку, содержащую 100 заготовок (по 50 каждой конфигурации). Печь продувают азотом, затем в течение всего технологического 50 процесса — водородом 1 05 ат. Спекание осуФормула изобретения
Способ изготовления спеченных изделий, включающий прессоваиие исходного порошка, спекание в среде водорода и охлыщение, о т-. личающийся тем,что,сцельюисключения брака по оплавлению, снижения коробления изделий сложной конфигурации и улучшения магнитных свойств магнитопроводов, спекание осуществляют в интервале температур
750 — 1300 С со скоростью нагрева 280 — 300 С/ч, с изотермическими выдержками при 750-770 С в течение 115 — 125 мин,при 880 — 920 С, 980—
1020 С и 1180-1220 C — 20-25 мин,при
1280-1300 С вЂ” 6-6,5 ч, охлаждение проводят в две стадии: до 580 †6 С охлаждают с печью, а затем — продувкой азотом до 80 — 100 С.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Джане В. Д. Основы порошковой металлургии,.М.," Мир", 1965, с. 78-79, 306.
2. Авторское свидетельство СССР и 500898, кл. В 22 F 3/00, 01.02.74.