Способ обработки металлических гранул Советский патент 1983 года по МПК B22F1/00 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для улучшения адгезии расплавленных металлов к поверхности гранул, содержащих аначт-ельное количество окислов и. загряз нений, например при изготовлении композиционных материалов, в частности, на основе легированной чугунной, стальной дроби. ., Для улучшения адгезии применяется обработка поверхности термическим механичес ми, химическими способами Ci}« Однако эти методы н всегда приносят желаемый эфф€жт. Лучшие результаты достигаются при нанесении на поверхность металлических покрытий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ офаботки металлических гранул путем ударно-иепфающего воздействия мелющих тел в две стадии, причем после первой стадии загрязнений порощбк пластичного металла Удаляют и затем снова добавляют порошок пластичного металла. В результате такой обработки поверхность гранул очищается от окислов, покры вается слоем пластичного металла, что улучшает адгезию поверхности гранул к металлическим расплавам С 2. Недостатком способа является то, что при обработке гранул некоторых легированных сплавов, например хлористого чугуна, не удается качественно очистить поверхность от окислов и обеспечить надежную адгезию их поверхности к метвлл ческим расплавам. В процессе данной обработки может также наблюдаться разрушение некоторых гранул. Цель изобретения - улучшение адгезии гранул к металлическим расплавам и уменьшение разрушения гранул. Поставленная цель достигается тем, ч1о при обработке металлических гранул, Ьключакядей ударно-истиракнцее воздействие мелющих тел в присутствии порЪшка пластичного металла в две стадш с промежуточным удалением порошка пластичного металла, перед ударно-истирающим воздействием гранулы подвергают отжигу при 700-1000° С в течение 0,1-0,5 .ч В процессе отжига на пов хности гра нул образуются более толстые окисные пленки, которые меньше связаны с поверх ностью гранул, чем в исходном состояНЮ1. Поэтому в результате последующей обработки ударно-истирающем воздействием мелкидих тел в присз тствии порошка пластичного металла проводимого в две стадии с промежуточным удалением пластивого ( металла, происходит более ка- чеетвенная очистка поверхности гранул от окислов, чем это наблюдалось бы без операции отжига. При отжиге происходят уменьшение .твердости гранул и увеличение их практичности за счет распада метаiстабильных структур. Данный фактор препятствует разрушению гранул при последуюшей офаботке. Выбранные параметры отжига являются оптимальными. Так, отжиг, проведенный при телшературе и времени менее соответственно 7ОО С и ОД ч, не обеспечивает качественной агдезии на границе гранула - жидкий металл. Превышение температуры и времени отжига соответственно более 1ООО° С и О,5 ч вызывает сильное окисление поверхности грацул и увеличивает их рахрушение при последукшей обрабоксе. Ниже привадшч::я последовательность обработки гравдэд, В лоткя на н жавекяией стали загружают офабатываемую дробь, псмещакйг в печь и отжягаюгг при 7ОО 10ОО С в течение О,1-О,5 ч. Охлаждение гфоводят ав Бсуэдухе. З&т в смеситель загружают отошжршую дробь, металлич@сК1Й яородаок, «ащя&лер Fe , Со , W; , и шары яйвмет|« 4 8-15 мм. Смесь галтутот в peHcffivi@ воздействия паров О,25« ч, Зеег&л отсеивают загрязненный накл€1ШКШ металлический порошок, добавляют порошок пластичного металла, например Sn , 52 , Си . Смесь обрабатывают в течена® О,25-1 ч, в результате чсто происходш-. механическое сваривание пластичного металла с поверхностью гранул и офазование покрытия, которое улучшает адгезию поверхности гранул к металлическим расплавам. Обработку проводят при весовом соотношении гранул и шаров 1:{2 - 6). Количество порошка, применяемого для очистки и нанесения покрытия, составляет 1О-30% от веса гранул. Вышеописанные технологзтческие параметры обеспечивают отсутствие разрушения гранул и выполнение поставленной задачи. Пример. Обработке подвергают дробь легированйого белого чугуна следующего химического состава, мае,.%:. С 2,2} Si 6,4; 0,5; Сг- 1,5; Wi 4,4, Дробь отжигают при 700°С в течение 0,1 ч. Охлаждение проводят на воздухе. Затем отсеиваютфракцию 1,О + + О 63. Порншо дроби с диаметром гранул 0,63-1,0 мм, порошок железа в кошпестве 30% от веса гранул, шары иэ стали ШХ-15 диаметром 1О-12 мм засьтайт в диспергатор и обрабатывают 1, 5 ч в режиме ударно-истирающего воздевстЬия мелющих тел. Затем удаляют загрязненный порошок, загружают ЗО% от веса гранул порошка меди и обрабатывают О,5 ч. Весовое соотношение мелюшюс те и гранул 5:1. Затем через сито 063 отсе ивают порошок и разрушившиеся гранулы. Остаток на сите 063 взвешивают. Отношение веса остатка гранул на сите 063 к первоначальному весу порции гра-нул, которую подвергают ударно-истираюшему воздействию мелющих тел, характеризует степень разрушения гранул. В даннсхм случае эта величина составляет 91%. Обработанную дробь заливают расплавс меди в вакууме lO мм рт. ст. Из отливок изготовляют металлографические шлифты и излучают межфазную границу чугун-медь. Граница сплошная, отсутству ют окисные пленки. Это свидетельствует о хорошей адгезии на межфазной границе гранула- 1едь. П р и м е р 2. Обработке подвергают дробь легированного белого чугуна (химический состав приведен в примере I Дробь отжигают при 90О С в течение О,25 ч охлаждают на воэдухе и подвергают дальнейшей офаботке по режиму, описанному в примере I. Отношение веса остатка обработанных гранул на сите О63 к пepвoнaчaльнcяvIy весу порции гранул составляет 97% После обработанных гранул медью .по ренсиму, описанному в примере I, обнаружено, что межфазные границы гранулачмедь сплошная, отсутствуют окнснью пденки. Это свидетельствует о хсфошей адгезии на менфазной границе. П р и м е р 3. Обработке подвер- гают дробь легированного белого чугуна (химический состав приведен в примере 1). Дробь отжигают при 1ООО С в течение 0,1 ч, охлавдают на воздухе и подвергают дальнейшей обработке по реж му, приведенному в примере 1. Отношение веса остатка обработанны гранул на сите О63 к первоначальному весу порции гранул составляет 92%. .После заливки обработанных гранул медью по режиму, описа1тому в примере I, обнаружено что ме5м})азная граница гранула-медь сплошная, окисные пленки отсутствуют. Это свидетельствует о хорошей адгезии на межфазной границе. С увеличением времени отжига с ОД до О,5 ч толщина окисной плёнки на гранулах увеличивается и происходит распад метастабипьных фаз. Так, при отжига О,5 ч (температура 7ОО°С) после последующей обработки предлагаемым способом отношение веса ост;атка о аботанньпс гранул на сите 0,63 к первоначальному весу порции гранул составляет 94%, После залики обработанных гранул медью по режиму, описанному в примере 1, обнаружено, что менвфазная граница гранула-медь сплошная, отсутствуют окисные пленки. Это свидетельствует о хорошей адгезии на мем азной границе, ЕСЛИ отжигать гранулы при времени большем ч&л О,5 ч, то возможно их .чрезмерное окисление и вследствие этого разрушение в процессе обработки мелющими телами. П р и м е р 4. Сравнивают эффастивность предлагаемого способа с известным, С этой целью дройэ легированного белого чугуна (химический состав приведен в примере 1) подвергают обработке по режиму, описанному в примере 1, но без оптации предварительного отжига. Отношение веса остатка обработанных гранул на сите О63 к первоначальному весу гранул составляет 79%. Это свидетельствует о более сильном разрушении гранул по сравнению с обработкой предлагаемым способом. После заливки обработанных гранул медью по режиму примера 1 обнаружено, , что менфазная граница гранула-медь не сплошная, присутствуют окисные плетш. Это свдцетельствует об отсутствии адгезии на ме 4 азкой границе. Из гфимеров следует, что предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает более качественную адгезию металлических расплавов к поверзшос ти гранул и уменьшает разрушение гранул в процессе обработки.

СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ, включающий VapHoiECt | aioieee воапейсхвве мелющих тел а п{як:утствя11 шюсЩчтяо металла в дав стайШ с {фомея ггочиым удажжием аоропка ппасткчжяч металла о т л я ч а ю щ и и с и тем, что, с целью улучшения . )адгеаш1 гранул к металлическим расплавам я умёпьшежйя раэрушжия гранул, перед ударно-истираюшим воспействием гаанулы подвергают отжигу при 7ОО-1ООО С в течение 0,1-О,5 ч.