Шихта для получения композиционного спеченного материала Советский патент 1993 года по МПК C22C33/02 C22C38/00 B22F1/00 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составу шихты для получения композиционного спеченного материала и используется при изготовлении деталей антифрикционного и конструкционного назначения,

Целью изобретения является повышение твердости и износостойкости композиционного спеченного материала при сухом трении.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения композиционного спеченного материала, содержащая порошок железа, порошок латуни с 35-40 мас.% цинка, дополнительно содержит порошок серы и порошок чугуна крупностью 200-630 мкм состава (мас.%): углерод 2.0-3,0; кремний 2,5-3,8; марганец 0,4-0,9; фосфор 0,1-0,3; сера 0,05-0,1; железо - остальное, порошок

латуни она содержит крупностью 100- 200 мкм, а порошок железа - крупностью 200 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок чугуна55-65

Порошок латуни5-15

Порошок серы0.25-0,75

Порошок железаОстальное

Введение в шихту порошка чугуна указанного состава объясняется его высокими антифрикционными и прочностными свойствами. При изменении химического состава чугунного порош; з цель предложения не достигается ввиду изменения форм графитовых включений и структуры материала, Крупность чугунного порошка в интервале 200-630 мкм придает материалу необходимую гетерогенную структуру, высокую твер- дость и износостойкость. При применении

00

со о

XI

о

ы

чугунного порошка размерами частиц более 630 мкм ухудшается прессуемость шихты и. как следствие, снижаются показатели прочности, твердости и изностостойкости. При крупности порошка чугуна менее 200 мкм, степень гетерогенности структуры материала снижается, которая также отрицательно сказывается на его износостойкости. При содержании в шихте чугунного порошка менее 55% степень гетерогенности структуры материала снижается, что отрицательно сказывается на его износостойкости при сухом трении. При содержании чугуна более 65% ухудшается прессуемость шихты, что приводит к снижению плотности прессовок, а значит комплекса свойств спеченного материала.

Содержание порошка латуни с 35-40 мае. % цинка в шихте колеблется в пределах 5 15 мас.%. 8 случае уменьшения содержа- ния в шихте латуни 5 мас.% снижается твердость и износостойкость образцов ввиду ухудшения общей прочности спеченного материала. Повышение содержания латуни в шихте свыше 15 мас.% приводит к повыше- нию вязкости и, как следствие, снижению твердости и износостойкости образцов. При использовании в шихте порошков латуни с крупностью частиц 100 мкм, повышает гомогенность структуры материала, которая отрицательно сказывается на износостойкости образцов. Увеличение крупности частиц порошков латуни 200 мкм также ведет к снижению общей прочности спеченного материала со всеми вытекающими отсюда последствиями,

Содержание серы в шихте 0,25 мас,% снижает твердость и износостойкость композиционного спеченного материала, вследствие снижения количества сульфид- ных соединений в структуре. В тоже время увеличение содержания серы в шихте 0,75 мас.% снижает общую прочность спеченного материала из-за значительного размещения сульфидов железа и цинка между кристаллами матрицы.

Пример. Шихта для получения композиционного спеченного материала содержала следующие порошки, мас.%: железа, марки ПЖРВ (ГОСТ 9849-86) 2. 200-28, 20-40, чугуна 55-65, латуни с 35-40 мас.% цинка (ГОСТ 15527-70)6-15 и серы (ГОСТ 127-76Е 0,25-0,75, Химический состав чугунного порошка состоит из элементов в мас.%; углерод 2,0-3,0; кремний 2,5-3,8; марганец 0,4-0,9; фосфор 0,1-0,3; сера 0,05-0, железо - остальное. Крупность порошка чугуна была в пределе 200-630 мкм, порошка латуни 100-200 мкм и порошка железа 200 мкм. Смешивание проводили в Y-об- разном смесителе в течение 3,6 кс, Шихту прессовали под давлением 1000 МПа на гидравлическом прессе HPM-100S. Полученные прессовки - призматические образцы размерами 55x10x10 мм спекали в печи конвейерного типа при температуре 1200°С с изотермической выдержкой в зоне спекания 3,6 кс в среде эндотермического газа. Твердость образцов определяли по Бриннелю на твердомере ТШ-2М по ГОСТ 9013-59. Износ материала при сухом трении определяли на машине СМЦ-2 по ГОСТ 26614-85. по схеме призматический образец-втулка из стали 45, закаленной до твердости 50 HRC Давление на пару трения было 2 МПа при скорости скольжения 1,0 м/с. Методика определения износа соответствовала ГОСТ 26614-85.

В таблице приведены составы заявляемой шихты и свойства спеченного материала из нее в сопоставлении с составом известной шихты и со свойствами материала из нее. Как следует из приведенных в таблице данных, предложенная шихта (составы 1-3) обеспечивает по сравнению с известной шихтой (состав 6} повышение твердости и износостойкости композиционного спеченного материала. В случае выхода содержания компонентов шихты и дисперсности порошков чугуна и латуни, а также состава чугуна за заявленными пределами цель предложения не достигается (составы 4, 5).

Формула изобретения Шихта для получения композиционного спеченного материала, содержащая порошок железа, порошок латуни с 35-40 мас.% цинка, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошок серы и порошок чугуна крупностью 200-630 мкм состава, мас.%:

Углерод2,0-3,0

Кремний2,5-3,8

Марганец0,4-0,9

Фосфор0,1-0,3

Сера0,05-0,1

ЖелезоОстальное,

порошок латуни она содержит крупностью 100-200 мкм, а порошок железа - крупностью 200 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок чугуна55-65

Порошок латуни5-15

Порошок серы0,25-0,75

Порошок железаОстальное

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционного спеченного материала. Сущность изобретения: предложена шихта для получения композиционного спеченного материала следующего состава, мас.%: порошок чугуна крупностью 200-630 мкм 55-65, порошок латуни с 35-40% мае. цинка крупностью 100-200 мкм 5-15. порошок серы 0,25-0,75, порошок железа крупностью 200 мкм - остальное, причем порошок чугуна имеет следующий состав, мас.%: углерод 2,0-3.0, кремний2.5-3,8, марганец 0,4-0,9, фосфор 0,1-0,3, сера 0,05-0,1. железо - остальное. 1 табл.