Способ изготовления спеченных изделий из ковара Советский патент 1983 года по МПК B22F1/00 B22F3/12 C22C1/04 

:«э эо

3:1

3d

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления деталей электровакуумных приборов из порошка ковара. Способ может найти применение в при- 5 боростроении,. где требуются материалы с коэффициентом термического расширения равным коэффициенту термического расширения стекла.

Известен способ изготовления кова- 10 ра путем совместного восстановления исходных порошков окислов железа, кобальта и никеля с последующим прессованием, спеканием и доуплотнени- ем l . .15

Однако этот способ не обеспечивает получения изделий со стабильными физико-механическими свойствами изза наличия примесей (окислов и хлоридов), а также не позволяет исполь- 20 зовать отходы металлорежущего и кузнечного производства в качестве исходного сырья.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления порошко- 25 вых изделий, включающий размол пор,ошка, прессование и спекание .2j .

Недостатком известного способа является низкая производительность вследствие длительности процесса раз- зо мола порошков ковара, которые 9чвляют- . ся весьма пластинчатыми. Так, например, при размоле порошка ковара, полученного распылением, в течение 2k ч в атриторе порошковые частицы практи- ,j чески не измельчаются. Продолжительность размола таких порошков достигает нескольких суток, что значительно снижает эффективность процесса порошковой металлургии. Кроме того, после размола такие порошки настолько наклепываются, что прессование их без применения пластификатора практически невозможно. В результате плотность прессовок находится в пре- , делах 52-60 от теоретической.

Цель способа - повышение производительности процесса и плотности изделий.

Поставленная цель достигается со- 50 «гласно способу изготовления спеченных изделий из ковара, включающему размол порошка, прессование и спекание, порошок ковара перед размолом охлаждают до -(80-90 )°С и выдер- 55 живают в течение 1-2 ч, а после размола отжигают при 600-б50°С гр течение 1-2 ч.

Охлаждение порошка ковара до температуры меньшей или равной -80 С необходимо для превращения -фазы в более хрупкую об -фазу, которая лучше измельчается. Темпе1оатура - превращения равна .

Охлаждение до температурь) выше приведет к неполному jf-O- превращению, что снизит производительность процесса изготовления изделий.

Охлаждение до температуры ниже не приводит к заметному повышению производительности процесса изготовления изделий,так как СХ превращение уже происходит при -80°С.

Выдержка порошка в течение 1-2 ч обеспечивает наиболее полное превращение. При выдержке менее 1 ч йе происходит достаточно полного у - о( превращения, в результате увеличивается длительность размола, что приводит к снижению производительности изготовления изделий. Выдержка более 2 ч ;нецелесообразна,, так .как уже при двухчасовой выдержке происходит практически полное V -о превращение.

Отжиг порошка при температуре 600гб50°С необходим для снятия наклепа после размола и исключения операции смешивания с пластификатором. Отжиг при температуре ниже не обеспечивает достаточно полного снятия наклепа. В результате снижается плотность прессовок. Отжиг при температуре вышЪ приводит к схватыванию частиц между собой, что требует дополнительной операции размола. Время отжига выбрано из расчета наиболее полного снятия , наклепа. При времени выдержки менее 1 ч не происходит достаточного снятия наклепа, что снижает плотность прессовок. Выдержка более 2 ч уменьшает производительность процесса изготовления изделий.

Способ осуществляется) следующим оразом.

Порошок ковара, полученный распылением, или отходы ковара от металлообрабатывающего производства охлаждают до температуры равной или меньшей -80°С и выдерживают в течений 1-2 ч. Затем порошок размалывают до необходимого размера частиц. После чего порошок отжигают в восстановительной атмосфере (например, диссоциированно аммиаке) при 600-650 С в течение 1-2 и прессуют при давлении 400-700 МПа. Полученную прессовку спекают в защит ной атмосфере при 1270-1300°С. Пример 1. Порошок ковара, полученный распылением охлаждают до температуры -80®С и выдерживают в те чение 2 ч, размалывают в атриторе в течение 23 ч и получают порошок с размером частиц не более 56 мкм. Размолотый порошок отжигают при 600 С в атмосфере диссоциированного аммиак в течение 1 ч. Из порошка прессуют заготовки рамок для Большой интегральнйй схемы при давлении 550 МПа Относительная плотность прессовки составляет 80. Затем заготовки спекают при 128оРс в атмосфере диссоциироранного аммиака в течение 1м. В результате была получена рамка со следующими размерами: высота 1 мм, длина 9 мм, ширина-б мм, толщина стенки 0, Время изготовления одной рамки составило 0,. П р и м е р ., Аналогично примеру 1 изготавливают рамки. Порошок ковара, охлажденный до , выдерживают 1 ч и размалывают в атриторе в течение 26 ч (размер частиц не превышал 5б мкм), отжигают при 650 С в течение 2 м, прессуют при давлений 550 МПа (относительная плотность прессовки составляет 82) и спекают при 1280°С в атмосфере диссоциированного аммиака в течение 1 ч. Время изготовления одной детали составило 0,8 мин. Пример 3. Отходы металлообрабатывающей промышленности (стружку) охлаждают до и выдерживают в течение 1,5 ч.Затем стружку размалывь ют в атриторе в течение 23 ч (размер частиц не превышал 5б мкм),отжигают в атмосфере диссоциированного аммиака приб25Ь в течение 1,5 м, прессуют при давлении t55 О МПа (относительная плотность 31%) и спекают при 1280 С в атмосфере диссоциированного аммиака в течение 1 ч, В результате была получена рамна Большой интегральной схемы. Время изготовления одной рамки составило. О,7 мин. Рамку Большой интегральной схемы изготавливали известным способом. При этом время размола до размера частиц .не более 56 мкм составляло 9б ч. Относительная плотность прессовок была равна 52%. Время изготовления одной рамки составило 2 мин. Как видно из примеров 1-3 время изготовления одной рамки по предлагаемому способу составляет 0-,60,8 мин, а относительная плотность прессовок равна 80-82%,,тогда как время изготовления одной детали ро известному способу составляет 2 мин, а относительная плотность прессо- .вок 52%. Таким образом, предлагаемый спооб- изготовления изделий из порошка ковара, ,по сравнению с известным,позволяет повысить производительность роцесса и позволяет повысить коэффициент использования металла до 0,95.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЬ}ГИЗДЕЛИЙ ИЗ КОВАРА,включающий .размол порошка, прессование и спекание отличают и;й с я тем, что, :С целью повышения производительности процесса и плотности изделий, порошок перед размолом охлаждают до -L80-90 Pc и выдерживают в течение 1-2 ч, а после размола отжигают при бОО-ббО С в течение 1-2 ч. (Л с