Способ изготовления изделий с отверстиями Советский патент 1993 года по МПК B22F5/00 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к производству изделий из порошков, и касается изготовления изделий с отверстиями.

Цель изобретения - улучшение качества поверхности изделия в отверстиях за счет упрочнения поверхности отверстий при спекании и облегчения удаления вставок из изделий.

Цель достигается тем, что в способе изготовления изделий с отверстиями, включающем установку в форму в местах образования отверстий вставок из теплостойкого материала, заполнение.формы порошком материала изделия, формование его, спекание, охлаждение и удаление вставок, вставки выполняют из материала, имеющего коэффициент линейного расширения, по крайней мере в 1.2 раза больший коэффициента линейного расширения материала изделия.

Кроме того, во время спекания вставкам придают возвратно-поступательное пере- меа(ение вдоль их продольной оси. Перед удалением вставку дополнительно охлаждают.

Удаление вставки производят после спекания для устранения возможности вы- крашивания неспеченного порошка из стенок сформированного отверстия в процессе удаления и транспортировки изделия, После спекания частицы порошка прочно сое- .динены между собой и при удалении вставок не выкрашиваются.

Условием превышения в 1,2 раза коэффициента линейного расширения материала вставки над КЛР материала изделия обеспечивается то, что при спекании вставка увеличивает свои линейные размеры в большей степени, чем изделие. Тем самым создается дополнительное уплотнение порошка в зонах прилегающих к отверстию.

00

ю

х|

ю

Кроме того/за счет большего КЛР вставка как бы несколько расширяет отверстие, что при последующем охлаждении изделия и вставки позволяет создать некоторый зазор между их поверхностями. Это облегчает удаление вставки из изделия, устраняет причины дефектообразования на поверхности отверстий. Так как КЛР материала вставки превосходит КЛР материала порошка, то и при охлаждении вставка будет изменять (уменьшать) свои поперечные размеры в большей степени, чем отверстие в изделии. Это так же позволяет облегчить удаление вставки и кроме того дает возможность извлечь вставку не дожидаясь полного охлаждения изделия со вставкой, тем самым позволяя увеличить производительность процесса. Превышение КЛР материала вставки над КЛР порошка должно быть не менее чем в 1,2 раза, ибо в противном случае изменение линейных размеров обоих материалов не позволяет создать условий для беспрёпятственйого-удаления ВСТавки.

Данное условие гарантированно позволяет обеспечить зазор между соответствующими поверхностями, дающий возможность удаления шероховатой вставки из изделия не нанося дефектов.:

Придание вставкам возвратно-поступательного перемещения в ходе спекания, устраняет возможные налипания и привары порошка к поверхности вставки,

Дополнительное охлаждение вставки, перед ее удалением позволяет еще в большей степени уменьшить ее размеры по сравнению с размерами отверстия, что дополнительно облегчает извлечение вставки, повышает качество отверстий.

Способ осуществляется следующим образом.. , } ,;

Каждую вставку, выбранную так, чтобы ее поперечное сечение соответствовало форме отверстия, устанавливают согласно местам расположения будущих отверстий в форму. Пространство между вставками заполняют порошком материала изделия. Затем любым известным способом формуют порошок, а потом подвергают спеканию. Каждую вставку выполняют из материала с коэффициентом линейного расширения, по крайней мере, в 1,2 раза большим, чем КЛР порошка. После проведения спекания изделие со вставками охлаждают и вставки удаляют. При этом перед удалением вставок их возможно дополнительно охлаждать без охлаждения изделия. Возможно также при спекании вставкам придавать возвратно- поступательное перемещение вдоль их продольной оси.

Пример 1. Изготавливают втулку. Размеры втулки: диаметр 30 мм, высота 40 мм, диаметр отверстия втулки 15-мм. В качестве вставки используют в чистовую точеный (Rz 20-10 мкм) никелевый стержень диаметром 15 мм (КЛР 13,4 ). В качестве материала изделия используют порошок стали СПХ18Н15 (КЛР 11,0 град ). Порошок засыпают вокруг стержня

в матрицу и в холодную формуют пуансонами в заготовку втулки. Спекание проходят при температуре-. t2GO°C влечение 5 ч в атмосфере водорода с точкой росы - 35...- 40°С, После спекания изделие охлаждают и

извлекают никелевый стержень. Образованный между поверхностью стержня и стенками отверстия зазор позволяет беспрепятственно вынуть из него стержень, т.к. величина шероховатости стержня меньше

величины зазора. На стенках отверстия отсутствуют какие-либо дефекты, качество изделия высокое, Механической обработки изделию не требуется. Возможно использовать стержни без тонкой обработки их поверхности.

При мер 2. Изготавливают матрицу размерами: диаметр 150 мм, толщина 15мм, По плоскости матрицы расположены отверстия диаметром 0,5 мм с шагом 3 мм. В

качестве материала изделия используют порошок нержавеющей стали СПХ17Н2. (КЛР 9,8 . ). В качестве вставок используют холоднотянутую проволоку диаметром 0.5 мм из стали Х27Ю5Т (КЛР

15,0 10 град ). Проволоку натягивают на поддерживающую матрицу, имеющую возможность качания для придания вставкам возвратно-поступательного перемещения вдоль их оси.В пространство между вставками засыпают порошок СПХ17Н2, формуют изделие без приложения давления (например, виброукладкой),, а затем изделие спекают при температуре 1200°С в течение 10 ч в атмосфере водорода с точкой росы - 30...-40°С. В процессе спекания поддерживающие матрицы покачивают. После спекания изделие со вставками охлаждают, а затем дополнительно охлаждают вставки погружением

концов проволок в жидкий азот. После этого вставки удаляют. Изделие получается высокого качества, не требует последующей механической обработки. Возможно использование вставок с шероховатостью

поверхности по 8 классу.

Таким образом, применение данного способа позволяет получать высококачественное изделие, снизить затраты на его из- готовление устранив механическую

51811979 .6

обработку отверстий, уменьшить парк рабо-вставок, отличающийся тем, что

чего инструмента, понизить требования квставки выполняют из материала, имеющечистоте поверхности используемых вста-го коэффициент линейного расширения по

вок.крайней мере в 1,2 раза больший коэффициНаиболее эффективно использование5 ента линейного расширения материала изспособа при изготовлении изделий с отвер-делия. стиями малого диаметра (менее 1,0 мм).

Формула изобретения2.Способ по п.1, о т л. и ч а ю щ и и с я 1 .Способ изготовления изделий с отвер-тем, что во время спекания вставкам прида- стиями, включающий установку в формах в10 ют возвратно-поступательное перемеще- местах образования отверстий вставок изние вдоль их продольной оси. теплостойкого материала, заполнение фор-3.Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- мы порошком материала изделия, формова-с я тем, что перед удалением вставку дополнив его,- спекание, охлаждение и удалениемительно охлаждают.

Сущность: вставки устанавливают в форму в местах образования отверстий, заполняют пространства между вставками порошком материала изделия и осуществляют формование изделия, удаление вставок, спекание и охлаждение. Вставки выполняют из материала, имеющего температуру плавления, большую температуры разогрева порошка при спекании и коэффициент линейного расширения, по крайней мере в 1,2 больший коэффициента линейного расширения материала порошка. Удаление вставки производят после спекания. Перед удалением вставок их охлаждают. Во время спекания вставкам придают возвратно-поступательное перемещение вдоль их продольной оси. 2 з.п.ф-лы.