СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОРИСТЫХ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1996 года по МПК B22F3/23 B22F3/24 

Описание патента на изобретение RU2069604C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу химико-термической обработки пористых спеченных изделий, и, в частности, может быть использовано для изготовления втулок-подшипников скольжения с повышенной абразивной износостойкостью.

Известны способы спекания пористых металлических износостойких деталей в химически активных засыпках, благодаря чему в процессе спекания изнашиваемые поверхности деталей насыщаются бором, азотом, углеродом и др. элементами, способствующими образованию износостойких диффузионных покрытий.

Недостатками известных способов являются невысокая интенсивность термодиффузионных процессов насыщения, их длительность, что снижает производительность технологического процесса, удорожает себестоимость изготовления продукции.

Известны способы химико-термической обработки поверхностей изделий из титана, стали, повышающих абразивную износостойкость, интенсифицирующих скорость термообработки за счет применения экзотермических химически активных насыщающих засыпок.

Наиболее близким к изобретению является способ химико-термической обработки поверхностей стальных изделий, а также технологические приемы, описанные в изобретении "Состав для химико-термической обработки изделий из титана и его сплавов", применяющем экзотермические засыпки.

Задача изобретения ускорение во времени процессов термодиффузионного насыщения и повышение износостойкость при абразивном изнашивании спекаемых металлических пористых деталей триботехнического назначения.

Задача решается за счет спекания пористых изделий в экзотермических химически-активных засыпках, в режиме их горения, а также применения еще более эффективного способа, ко и засыпка, и прессовка изготовлены из экзотермической порошковой смеси и совмещенное спекание и поверхностное насыщение производятся в режиме горения засыпки и прессовки.

Сущность изобретения заключается в том, что при спекании в режиме горения химически активной засыпки либо при совместном горении и засыпки и прессовки резко возрастает (более, чем на порядок) встречные диффузионные потоки, процессы тепломассообмена между засыпкой и прессовкой. Причина этому - возникающее в результате "теплового взрыва" сложное термонапряженное состояние в зоне контакта, с возникающими более многочисленными микродефектами, смещениями и т. п. ускоряющими как процессы спекания, так и насыщение спекаемых поверхностей одновременно. Степень термодиффузионного упрочнения, повышая микротвердости, глубина покрытия при этом также увеличиваются, что улучшает абразивную износостойкость трущихся поверхностей спеченных изделий триботехнического назначения.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Шихту состава 3 мас. Cr + 4 Al +4 Fe + 89 Ti смешивали в шаровой мельнице с двумя мас. (от веса шихты) индустриального масла в течение 4 ч. Из шихты прессовали изделия цилиндры ⊘ 10 х 15 мм, которые были помещены в засыпку, состоящую из инертной добавки: Al2O3 (5) + активатор CaF2 (2 ) + NB(20) + Ti(73 мас.).

Муфели с прессовками в засыпке размещали в разогретую до 900oC камеру печи (на воздухе). Через 5 мин происходило воспламенение засыпки и прессовки (очередность воспламенения регулируется количеством инертной добавки Al2O3 в засыпку). После прекращения горения системы (10 мин после размещения в печи) муфель со спечатанными в режиме горения образцами охлаждали на воздухе.

Часть образцов испытывали на сжатие (с целью определения предела прочности на сжатие σсж), другую часть испытывали на трение и изнашивание в паре с вращающимся роликом с анализосодержащим покрытием на керамической связке, при скорости скольжения 1 м/c и нагрузке 4 МПа, всухую.

Пример 2. Ту же шихту для изделия прессовали в цилиндры и спекали в режиме горения (условия примера 1), но без засыпки. Определяли те же характеристики.

В таблице приведены результаты испытаний, сравнение которых показывает, что прочность и износостойкость спеченного материала по предлагаемому способу с химико-термической обработкой выше, чем без нее. Что касается времени спекания оно на порядок меньше, чем при обычном печном спекании. Предлагаемый способ также аппаратурно проще, позволяет спекать в воздушной среде без применения восстановительной инертной газовой среды и т. д.

Предлагаемый способ может быть применен для спекания в режиме горения материалов и засыпок с другими экзотермическими химсоставами (на основе хроме, железа, и др.).

Благодаря упрощенному аппаратурному технологическому оформлению способ может быть применен на любом металлообрабатывающем предприятии и имеющем кузнечно-прессовый, термический участки.

Похожие патенты RU2069604C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ И ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 1992
  • Зозуля Владимир Давидович
RU2043865C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 1992
  • Зозуля Владимир Давидович
RU2043866C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА 1992
  • Зозуля Владимир Давидович
RU2030968C1
ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЕЧЕННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ТИТАНА 1993
  • Зозуля Владимир Давидович
RU2044093C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ БРОНЗ 1992
  • Зозуля В.Д.
  • Зайара А.Л.
  • Манерцев В.А.
  • Бобков Н.В.
RU2032494C1
СПЕЧЕННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МЕДИ 1992
  • Зозуля В.Д.
  • Манерцев В.А.
RU2031173C1
СПЕЧЕННЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ХРОМА 1992
  • Зозуля В.Д.
  • Запара А.Л.
RU2025529C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ 1994
  • Анциферов В.Н.
  • Смышляева Т.В.
  • Шацов А.А.
RU2080210C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ 1991
  • Шаривкер С.Ю.
  • Боровинская И.П.
  • Горшков В.А.
  • Юхвид В.И.
  • Князик А.М.
RU2028997C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЕЧЕННЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ИЗДЕЛИЙ 2009
  • Гасанов Бадрудин Гасанович
  • Ефимов Артем Дмитриевич
RU2405658C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 069 604 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОРИСТЫХ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу химико-термической обработки поверхностей трения пористых спеченных изделий триботехнического назначения типа втулок-подшипников скольжения и т. п. Задача изобретения реализуется за счет применения экзотермических химически активных засыпок, а также спекания и насыщения одновременно в режиме горения. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 069 604 C1

1. Способ химико-термической обработки пористых спеченных изделий, включающий приготовление шихты, прессование изделий, спекание в муфеле с химически активной засыпкой, отличающийся тем, что спекание ведется в экзотермической порошковой засыпке, температура воспламенения которой ниже или равна температуре спекания прессовки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют экзотермическую шихту для прессования изделия и экзотермическую порошковую смесь химически активной засыпки, а спекание и химико-термическую обработку проводят в режиме горения. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что температура воспламенения прессованного изделия ниже или равна температуре воспламенения засыпки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2069604C1

Способ термодиффузионного легирования пористых спеченных изделий 1976
  • Фиштейн Борис Моисеевич
  • Кем Александр Юрьевич
  • Мирошников Степан Степанович
  • Попов Эдуард Николаевич
SU597513A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1

RU 2 069 604 C1

Авторы

Зозуля Владимир Давидович

Даты

1996-11-27Публикация

1992-11-04Подача