ШИХТА НА ОСНОВЕ ПОРОШКА ЖЕЛЕЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2010 года по МПК B22F1/00 C22C33/02 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составу шихты для получения спеченного материала на основе железа, используемого для изготовления изделий конструкционного назначения, работающих, в том числе, в условиях знакопеременных нагрузок.

Известен конструкционный порошковый материал на основе железа ПК40Д3 (ГОСТ 28378-89), получаемый спеканием шихты, содержащей углерод и медь.

Однако этот материал по своим прочностным характеристикам не обеспечивает надежную работу высоконагруженной пары «винт-гайка», в которой гайка изготовлена из порошкового материала, особенно при знакопеременных нагрузках. Гайка разрушается из-за недостаточной прочности и пластичности указанного материала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является конструкционный порошковый материал на основе железа ПК40Д3К (ГОСТ 28378-89), получаемый спеканием шихты, содержащей углерод, медь и серу. Введение в шихту порошка серы улучшает условия последующей механообработки спеченного материала, но прочностные характеристики его также недостаточны для применения в изделиях, работающих в условиях знакопеременных нагрузок.

Кроме того, обе вышеуказанные шихты для получения конструкционного порошкового материала требуют высокую температуру спекания (1120-1150°С).

Целью настоящего изобретения является разработка состава шихты на основе порошка железа, содержащей медь, углерод и серу, для получения конструкционного порошкового материала, обеспечивающего повышение прочности при растяжении материала и снижение температуры спекания.

Поставленная цель достигается тем, что шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала, содержащая углерод, медь и серу, содержит медь в виде оловянистой бронзы и серу в виде сульфида цинка при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:

Углерод 0,31-0,60 Порошок оловянистой бронзы 3,0-12,0 Порошок сульфида цинка 0,4-1,2 Порошок железа Остальное

Пример. Железный порошок ПЖВ3.160 смешивали с порошками графита (марки ГК или ГС), оловянистой бронзы (ПБрО5Ц5С5, содержащей, мас.%: олово 5, цинк 5, свинец 5, или ПБрО10, содержащей, мас.%: олово 10) и сульфида цинка (ZnS). В качестве пластификатора в смесь вводили машинное масло в количестве 0,3-0,5 мас.%. Из шихты прессовали призматические образцы (10×10×55 мм) плотностью 6,3-6,5 г/см³, которые спекали при 1060…1080°С в защитной среде в электрической камерной печи и затем изготавливали из них стандартные образцы для прочностных испытаний.

В таблице приведены: состав предложенной шихты, основной технологический параметр получения из нее спеченного материала - температура спекания и показатель предела прочности при растяжении спеченного из нее материала в сравнении со свойствами конструкционных порошковых материалов, полученных из шихт известных составов.

Как следует из приведенных в таблице данных, предложенная шихта в сравнении с известными составами шихт для получения конструкционных порошковых материалов по ГОСТ 28378-89 обеспечивает повышение предела прочности при растяжении спеченного материала на 25%, при этом температура спекания материала из предлагаемой шихты на 60-70°С меньше.

Предлагаемый состав шихты, применяемый для изготовления детали «гайка М5» силового механизма изделия «Пьезозажигалка», показал хорошую работоспособность и выдерживал не менее 40 тысяч циклов нагрузки усилием 5000…6000 Н, тогда как известные материалы выдерживали не более 20 тысяч циклов.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к составу шихты для получения спеченного материала на основе железа. Может использоваться для изготовления изделий конструкционного назначения и в машиностроении. Шихта на основе порошка железа содержит, мас.%: углерод 0,31-0,6, оловянистая бронза 3-12, сульфид цинка 0,4-1,2, железо - остальное. Использование шихты позволяет снизить температуру спекания и повысить прочность при растяжении спеченного материала. 1 табл.

Шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала, содержащая углерод, медь и серу, отличающаяся тем, что она содержит медь в виде оловянистой бронзы и серу в виде сульфида цинка при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
углерод 0,31-0,60 порошок оловянистой бронзы 3,0-12,0 порошок сульфида цинка 0,4-1,2 порошок железа остальное