Способ изготовления изделий из металлических порошков Советский патент 1983 года по МПК B22F3/15 

ч

00 со Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам горячего прессования иэлелий из порошков тяжелых сплавов. Известен способ горячего прессования порошковых композиций ВОЛЬфрс1М никель-медь в графитовой .пресс-форме включающий загрузку порошковой компо зиции в пресс-форму,нагрев в вакууме до температуры с непрерывной передачей давления до 100 кг/см через жесткий графитовый пуансонfl. Недостатки способа заключаются в трудности изготовления сложнофигур ных изделий, а также неравномерности распределения, плотности по объему изделий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления изделий из металлических по |ошков, включающий предварительное формование заготовки и ее горя чее изостатическое прессование в пресс-форме путем передачи давления через сыпучую среду, в качестве кото рой берут графит С21. Нед остаток -известного способа зак лючается в образовании на поверхности получаемых изделий наплывов, гофр трещин, что обусловлено контактом поверхности изделий в процессе прессования с сыпучей средой. Цель изобретения - улучшение качества поверхности равноплотных, тонкостенных и сложнофигурных изделий тяжелых сплавов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий из металлических порошков , преимущественно из тяжелых сплавов, включающему предварительное формование заготовки и ее горячее .изостатическое прессование в.прессформе путем передачи давления через, сыпучую среду, горячее изостатичесkoe прессование осуществляют с предварительным Нч1гревом и прессованием сыпучей среды под давлением, равным давлению изостатического прессования при температуре, не превышающей температуру начала спекания материала заготовки. Осуществляя перед горячим прессованием заготовки прессование сыпучего тела iпорошка гpaфитa при температуре, не превышакнцей температуру начала спекания материала заготовки уплотняют сыпучее тело в условиях отсутствия крипа (.ползучести ) материала заготовки под нагрузкой| в этих условиях усилие внешнего i-рени сыпучего тела недостаточно для смещения поверхностных слоев предварительно-отформованной заготовки. Эти обеспечивается сохранение формы и качества поверхности заготовки пере горячим изостатическим прессованием. В то же время, прессуя сыпучее тело давлением, равным давлению горячего прессования, обеспечивают расчетную уплотняемость (количественная технологическая характеристика порошкового тeлap f(p)) сыпучего тела, которая не увеличивается в процессе горячего прессования. Этим обеспечивается отсутствие внешнего трения сыпучего тела с поверхностью заготовки при горячем прессовании и тем самыю улучшается качество поверхности изделия из тугоплавкохо материала, которое при этом получается равноплотным, тонкостенным и сложнофигурным. Предварительно сформованную из метсшлического порошка заготовку помещают в полость графитовой прессформы. Между заготовкой и графитовым пуансоном помещают сыпучее тело - порошок графита. Нагревая прессформу в вакууме, нагревают зазготовку до температуры начала спекания материала заготовки. Одновременно с этим к сыпучему телу прикладывают давление, равное расчетному давлению горячего прессования. После завершения усадки графитового порошка давление снижают до нулевого значения. Продолжают нагревать прессформу с температуры начала спекания материала заготовки до температуры горячего прессования. Одновремешно с этим нагревом начинают вновь равномерно наращивать давление до достижения расчетной величины. После изотермической выдержки давление снимают, а пресс-форму охлаждаю, в зависимости от размеров заготовки, влияющих на прочность прессфорг-ы, расчетное давление горячего прессования колеблется от 70 до 250 кг/см. О р и м е р 1. Предварительно в гидростате давлением 1500-2500 ати формуют заготовку в виде оболочки толщиной 3,5-15,5 мм с наружным диаметром 170-190, 240 мм. Мазерисшом заготовки служит механическая смесь порошков, вес.%: М} 3$ Си 2; W - остальное. Затем заготовку помешают в полость графитовой пресс-формы. На заготовку засыпают порошок кристаллического литейного графита марки ГЛ-1 по ГОСТ 5279-74. Полость закрывают графитовым пуансоном,Пресс-форму помещают в индукционно-вакуумную печь. В печи с вакуумом порядка -ЗчЮ- мм рт. ст. пресс-фО1рму с з&готовкой нагревают до за 60 мин. единовременно с нагревом к сыпучему телу прикладывают расчетное давление 75 кг/см. Расчетная величиИа давления обусловлена прочностью

графитовой прёсс-форм при данной температуре и материалом заготовки. После завершения усадки графитового порошка, определенного косвенным методом давление снижают до нулевого значения. Затем нагревают пресс форму с до температуры горячего и остатического прессования 1350®С.

Нагрев осуществляют со скоростью 5 С/мин. Одновременна с нагревом равномерно наращивают давление до достижения расчетной величины 75 кг/.с После изотермической выдержки в течение 50 мин давление снимают и охлаждают пресс-форму. Из охлажденной пресс-формы извлекают готовую обо.лочку толщиной 2-8 мм. На внутренней поверхности оболочки отсутствуют концент1рические гофры, наплывы, трещины, а сама поверхность имеет. правильную сферическую форму.

П р и м е р 2. При получении полусферической оболочки из ВНМ-3 с размерами 0 176x95 мм; Ц 171x92,5ьм коэффициент использования вольфрамового порошка iKHN) повышается на 30%, так как уменьшается припуск на механическую обработку по внутренней сферической поверхности на 1,5 мм Хна глубину поверхностного дефекта

в случае использовгшия. способа,изго товления оболочки По прототипу ),

В качестве базового объекта ш«Оран способ получения заготовок для инерционных грузов и -деталей в j-аппаратах из тяжелого сплава ВНМ3-2. Технология изготовления включает холодное прессование при давлении 1 тс/см2 с последующим спеканием в водородной среде или вакууме при температуре 1480-1520 С. Технологические условия не регламентируют разноплотность (ориентировочная разНОШ10Т НОСТЬ -f О , 6 Л

Преимущества предлагаемого объекта перед базовым состоят в возможности изготовления тонкостенных изделий сложной формы; получения высокой и равномерной плотности по объе-. му изделий.

Преимущества предлагаемого способа перед прототипом {заключаются в улучшении качества поверхности; в том что готовое изделие не требует дальнейшей механической Обработки, в случае предъявления повышенных требований к шероховатости и точности изготовления изделия качество поверхности гарантирует минимгшьные припуски иа механическую работу.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОИКОВ, преимущественно таз тяжелых сплавов, включакяций предварительное формование заготовки и ее горячее изостатическое прессование в пресс-форме путем передачи давления через сыпучую среду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности равноплотных тонкостенных и сложнофигурных изделий, горячее изостатическое прессование осуществляют с предварительным нагревом и прессованием сыпучей среды под давлением, равным давлению изостатического прессования при температуре, не превышающей температуру начала спекания материала заготовки. V