Способ получения заготовок из тугоплавких металлов Советский патент 1993 года по МПК B22F3/06 

ел

С

Сущность изобретения: готовят шихту, размещают ее в эластичной оболочке и осуществляют гидростатическое прессование при давлении 2000-8500 атм с выдержкой под давлением 0,3-2,0 мин. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению заготовок из тугоплавких металлов, преимущественно, лигатур.

Целью изобретения является повышение качества лигатуры.

С этой целью способ получения заготовок ир тугоплавких металлов, преимущественно лигатур, включает приготовление шихтш, размещение ее в эластичной оболочке и гидростатическое прессование, которое проводят при давлении 2000-8500 атм с выдержкой под давлением 0,3-2,0 мин.

Гидростатическое прессование при давлении 2000-8500 атм с выдержкой под давлением 0.3-2,0 мин обеспечивает облучение лигатур со строго регламентированной плотностью у лиг. (O.es-G.esjy/mr.™15 , что повышает качество лигатуры и гарантирует выход в годное 100%.

При гидропрессовании порошковых и гранулированных материалов при давлениях менее 2000 атм шдрбпрессованные брикеты имеют низкую прочность и разрушаются от ударных нагрузок при транспортировке и загрузке в расплав сплава.

При использовании брикетов лигатуры, полученных при давлениях более 8500 атм, не обеспечивается быстрое и полное протекание процессов растворения легирующих компонентов в расплаве и значительно возрастает расход электроэнергии при прове-. дении плавки.

При выдержках под давлением менее 0,3 мин в гидропрессованных брикетах образуются рэсслойные трещины под воздействием упругих остаточных напряжений. Увеличение выдержки под давлением до величины, превышающей 2 мин, не дает положительного эффекта, снижает производительность просо

о

о ел

00

со

цесса гидростатического прессования и повышает износ оснастки и оборудования.

П р и м ё р 1. 1000 г смеси порошков вольфрама, никеля и гранул магния в массовом соотношении 78%W + 20,5%Nl -f- +1,5%Mg загружали в эластичную оболочку и подвергали гидростатическому прессованию при давлении 5000 атм с выдержкой под давлением 1 мин.

Теоретическую плотность лигатуры рассчитывали по правилу аддитивности

100

At Д2 Аз У1 У2 УЗ

где AI, Аа, Аз - содержание отдельных компонентов, %;

У|, Уа, УЗ - плотность отдельных компонентов, г/см3;

-

. 100

78 ,20,5 , 1,5 Ж3 + 8,9 4,74

13,8756г/см3

Плотность гидропрессованных брикеов составляла улиг. 10,4067 г/см 0,75лиг.теор ) и на 26,9% превышала плотность расплава сплава, равную) спл.распл- 8,2г/см3.

При транспортировке и загрузке брикеты выдерживали ударные нагрузки, выход в годное составлял 100%. При загрузке брикеты быстро погружались в расплав, что позволило полностью исключить потери компонентов и выбросы магния, которые наблюдаются при использовании магниевых лигатур, полученных традиционными способами.

Большая скорость растворения пористых брикетов лигатуры позволила снизить затраты электроэнергии при выпла вке стали марки ЭИ-718 на 18%, Механические свойства стали, выплавленной с использованием указанной выше магниевой лигатуры, на 10-22% превышали требования технических условий. Химический состав стали соответствовал;техническим условиям.

П р и м е р 2. 1000 г смеси порошков вольфрама и никеля в массовом соотношении 90%W + 10% N с теоретической плотностью:

У ™°р 172807 г/см3

ЖЗ4

.загружали в эластичную оболочку и.подвергали гидростатическому прессованию при

давлении 2000 атм с выдержкой под давлением 1,5 мин. Полученные брикеты имели плотность у лиг 11,2324 г/см5(0,65улиг.теор ), на 38,3% превышающую плотность расплава

сплава (у распл.епл. 8,12 г/см3).

Выход в годное при изготовлении, транспортировке и загрузке брикетов в расплав составил 100%. Вследствие быстрого погружения брикетов в расплав сплава и

0 высокой скорости растворения потери компонентов лигатуры не наблюдались и затраты при выплавке стали-уменьшились на 17%. Химический состав полученного жаропрочного сплава марки ЭИ-78 отвечает

5 требованиям технических условий, а механические характеристики на 12-21% превышают их требования.

П р и м е р 3. 1000 г смеси порошков вольфрама и никеля -в массовом соотноше0 нии9б%У / + 10%Ni загружали в эластичную оболочку и подвергали гидростатическому прессованию при давлениях 1500-9000 атм без выдержки и с выдержкой под давлением в течение 0,2-2,2 мин до плотности

5 У лиг. (0,5-0,9) улиг.теор

П р и м е р 4. 1000 г смеси порошков вольфрама, никеля и гранул магния в массовом соотношении 78%W-.+ 20,5%Ni + +1,5%Mg загружали в эластичную оболочку

0

5

и подвергали гидростатическому прессованию при давлениях 1500-9000 атм без выдержки и с выдержкой под давлением 0,2-2,2 мин до плотности улиг. (0,4-0,88) y™r.Teop

Результаты испытания вольфрам-никелевых и магниевых лигатур, полученных

по заявленным режимам, приведены в таблице.

Сопоставительный анализ указанных данных показывает,что посравнениюс про0 тотипом брикеты вольфрам-никелевых и магниевых лигатур, полученных согласно предлагаемому способу, характеризуются бо- . лее высокой скоростью растворения в расплаве сплава (затраты электроэнергии на 16-38%

5 меньше), минимальными потерями легирующих компонентов (по сравнению с прототипом на 31-45% меньше, отсутствуют выбросы магния) и более высокой прочностью (выход в годное 100% против 21-56% по прототипу).

0 Формула изобретения

Способ получения заготовок из тугоплавких металлов, преимущественно лигатур, включающий приготовленные шихты, размещение ее в эластичной оболочке и гидроста5 тическсе прессование, отличающийся

тем, что, с целью повышения качества лигату ры,- гидростатическое прессование проводят

.: при давлении 2000-8500 «зтм с выдержкой

под давлением 0,3-2,0 мин.

Предлагаемы способ

1

2

3

1

5

6

7

8

9

10

11

12

13

16

17

18

19

20

22

23

25

г6 27

26

29

30

31

1

33

.з

35

.34

.37

;38

ЛЧ

1 « Ч 1

ч ч

17

90SH t 10Ш

0|У + 10Ш

, + I.Snig

,5«;i

i.saig.

30SH + 30JV lOJTa

JOttoOOtH lOITa

93t 51Ю + 2nig

.и.

-V93Su 5tm

ife

1803

8750

2000

8503

1500

4500

2000

2000

1(500

1,000

8650

SOOO 1500

5000

2000

6500

1800

6700

liSOO

1SOO

5000

9000

1500

5000

1800

8700 2000 8500 WOO liOOO 1000 1(000

6000

5000

1500

5000

1800

8700

2000

8500

5000

5000

sqoo

5000

5000

6500

9000

1,5

1,5 1,5 ,5 0,2 2,2 0,3 2,0 1,0 1,5 1,5

2,0

0,3 1,0 1.0 0,2 2,2 1,0

1,0

1,0

°-5 1,5

0,l ,7 I8.li

Предлагаемый способ 11,«810.63 П,3

20

16

16

22

19

16

5

65 18 100 100

. S1 100 100

о 100 100 100 63

13

21

56

Сколы, греем1 Расслойке трсщинм

Расслойные треиимы

Расслой тречиш

PaccnofiHwe трсямны Сколы, тречи Расслси№ е тречимы

3

6

.12

19

100

6172

67

100

100

Сколы, трещина, выбросы Hg Расслойныв трещины, выбросы Hg Расслойны 1речи «

16

23

8

23

21

21

25

23

21

63

51

100

100

72

100

100

100

100

100

Трещины, Выбросы Mg

Сколы, трецины, «ыбросы Kg

Рэсслбйные трещиим выбросы llg

Сколы, треямкы Расспойные грецнны

Расспойные трккины

Расслойилв трещины

2S 59

Сколы,

РЭССЛОЙНЫв TPWHHU

сИ

19

7

13

15

8

17

21

58

100

100

67

100

100

100

юе

iOC

10

Сколи, треамни РасслоДим трецммы

Расслсйные трецимы

Расслоймые трсамчы