СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ЖЕЛЕЗНОЙ ОСНОВЕ Российский патент 1995 года по МПК C22C33/02 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению коррозионно-стойких изделий на железной основе с повышенной износостойкостью при абразивном износе.

Известен способ и состав для повышения коррозионной стойкости прессовок из порошка нержавеющей стали, в котором перед прессованием порошок нержавеющей стали смешивают с 8-16% порошковой добавки, содержащей 2-30% олова и 70-98% меди или никеля (патент США N 4662939, кл. В 22 F 1/00, 1987).

Недостатком известного способа является то, что получаемые изделия обладают недостаточной абразивной износостойкостью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления спеченных изделий на железной основе, включающий прессование заготовок из порошка, спекание, повторное прессование и спекание, отжиг, обработку давлением, цементацию, закалку и отпуск, при этом перед цементацией изделие подвергают изотермической выдержке в среде кислородсодержащего газа при 500-600^оС [1]
Недостатками известного способа являются сложность технологии вследствие двукратного прессования и спекания и использования длительных изотермических выдержек при цементации, составляющих большую часть времени всего технологического цикла, а также недостаточная абразивная износостойкость получаемых изделий.

Цель изобретения создание способа, обеспечивающего получение изделий, обладающих высокой износостойкостью, в частности, пригодных для изготовления секторов размалывающей гарнитуры, а также повышение производительности за счет сокращения времени при прессовании, спекании и термообработке.

Для получения указанного результата предложен способ изготовления коррозионно-стойких изделий на железной основе, включающий приготовление смеси путем перемешивания порошка нержавеющей стали с добавками порошка карбида хрома и графита, прессование при давлении 200-260 МПа с использованием вибратора, спекание в защитной среде при ступенчатом режиме с нагревом от 250 до 1250^оС с выдержкой через каждые 100-150^оС в течение 1 ч, затем горячую деформацию в защитной среде при 1200-1250^оС при давлении 300-700 МПа, повышая плотность изделия до теоретической, с последующей термообработкой.

Термообработку ведут при режиме: нагрев под закалку при 1100-1150^оС, охлаждение в масле и отпуск при 200-250^оС в течение 2 ч, повышая твердость до НРС 59-63.

В табл. 1 приведены результаты замера плотности и твердости образцов, изготовленных по известному способу (прототип) и предлагаемому способу с использованием исходного материала оптимального состава, полученного при различных режимах прессования, горячей деформации и термообработки.

Из табл. 1 видно, что с добавлением к технологическим операциям смешения, прессования и спекания (пример 1) такой операции, как горячая деформация, происходит повышение плотности изделия до теоретической (пример 2, табл. 1), а при добавлении к этим операциям термообработки происходит повышение твердости и износостойкости (пример 3, табл. 1).

Данные табл. 1 подтверждают получение технического результата, заключающегося в повышении износостойкости изделий, получаемых предлагаемым способом.

П р и м е р. Порошок нержавеющей стали ПХ13М2 ТУ14-1-1800-76 смешивали в смесителе с порошками карбида хрома марки КХН ТУ14-22-28-90 10 мас. графита марки ГК-2 ГОСТ 4404-73 0,8 мас. и порошка стеарата цинка ТУ6-09-3667-75 0,5 мас. в течение 4 ч, прессовали в пресс-формах при давлении 250 МПа с использованием вибратора; спекали в защитной среде при ступенчатом режиме с нагревом от 250 до 1250^оС с выдержкой через каждые 100^оС 1 ч, затем с целью повышения плотности до близкой к теоретической заготовки подвергали горячей деформации в закрытом штампе с предварительным нагревом в защитной среде при 1250^оС при давлении не менее 60,0 МПа и последующей термообработкой: закалка при 1100^оС в течение 2 ч с достижением твердости HRC_э 59-63.

В табл. 2 приведены данные по примерам с конкретными режимами проведения технологических операций по предложенному способу и технические характеристики (плотность, твердость, износостойкость) получаемых изделий.

Предлагаемый способ позволяет повысить износостойкость в условиях абразивного износа и агрессивной среде, что особенно важно при изготовлении секторов размалывающей гарнитуры, используемых в частности, для производства волокнистых полуфабрикатов при получении бумаги и картона.

Способ изготовления спеченных изделий на железной основе включает операции: приготовление смеси путем перемешивания порошка нержавеющей стали с добавлением порошка карбида хрома и графита, прессование при Р 200 - 260 МПа, спекание при ступенчатом режиме, горячую деформацию в защитной среде при 1200 1250°С и давлении 300 700 МПа с последующей термообработкой при режиме: нагрев под закалку при 1100 - 1150°С, охлаждение в масле и отпуск при 200 250°С в течение 2 ч. 3 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ЖЕЛЕЗНОЙ ОСНОВЕ, включающий приготовление смеси, прессование, спекание в защитной атмосфере, обработку давлением, термообработку, отличающийся тем, что смесь готовят перемешиванием порошка нержавеющей стали с добавками порошка карбида хрома и графита, прессуют при давлении 200 260 МПа с использованием вибратора, а обработку давлением проводят путем горячей деформации. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что спекание осуществляют при ступенчатом режиме с нагревом от 250 до 1250^oС с выдержкой через каждые 100 150^oС в течение 1 ч. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячую деформацию проводят в защитной среде при температуре 1200 1250^oС и давлении 300 700 МПа. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку ведут по режиму: нагрев под закалку при 1200 1150^oС, охлаждение в масле и отпуск при 200 250^oС в течение 2 ч.