Способ пропитки пористых спеченных заготовок Советский патент 1977 года по МПК B22F3/26 

I

Изобретение относится к порошковой Металлургии, в частности к способам пропитки пористых спеченных заготовок легкоплавкими металлами; оно может быть применено в машиностроении при изготовлении жароупорных материалов.

Известен способ пропитки пористых заготовок легкоплавким металлом под действием ультразвука, включаюший нагрев, выдержку и охлаждение I. Однако указанный способ не позволяет заметно повысить однородность прочностных свойств пропитанных изделий, так как его возможности ограничены мош.ностью ультразвуковых генераторов и средств подвода ультразвука к металлу.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической суш;ности является способ пропитки пористых спеченных заготовок, например вольфрамоникелевых, медью, включаюш,ий нагрев до IIQQ-1200°С, выдержку в течение 15-20 м.ин, а затем направленное охлаждение до затвердевания пропитывающего металла 2.

Недостаток известного способа - невысокая однородность прочностных свойств пропитанных изделий. Так разброс значений предела прочности для изделий, изготовленных в одних и тех же условиях, может превышать 100%.

2

Целью изобретения является повышение однородности прочностных свойств изделий. Это достигается тем, что в предлагаемом способе пропитки пористых спеченных заготовок, включаюш;ем нагрев заготовок в контакте с легкоплавким металлом в интервале от температуры плавления легкоплавкого металла до температуры спекания заготовки, выдержку при этой температуре и охлаждение, нагрев и охлаждение проводят циклически, причем охлаждение осуп.1;ествляют в интервале от температуры нагрева до температуры плавления легкоплавкого металла.

Происходящее при изменении температуры периодическое изменение предела растворимости друг в друге металла заготовки и легкоплавкого металла сопровождается выделением этих металлов из пересыщенных растворов вблизи границы раздела фаз и способствует залечиванию нор по границам частиц металла заготовки и легкоплавкого металла. В то же Бремя при температурах ниже температуры плавления легкоплавкого металла резко снижаются его диффузионные характеристики, что затрудняет процессы массообмена между легкоплавким металлом и частицами порошка спеченного металла. Поэтому целесообразно использовать при теплосменах температурный интервал выше температуры плавления легкоплавкого металла.

Пример 1. Из порошка вольфрама с преимущественным размером частиц 8-16 мкм прессуют всесторонним сжатием под давлением 1000 атм цилиндрические изделия диаметром 30 мм и длиной 170 мм. Изделия спекают при 1500°С в течение 2 ч до плотности 14,75-15,45 г/см. Усадка при спекании около 13-17%. Спеченные изделия пропитывают путем погружепия в расплат меди в герметичной ванне в атмосфере водорода.

Температурный режим пропитки состоит из выдержки в расплаве меди с трехкратным изменением температуры ванны с 1250 до 1100°С и обратно. При каждом цикле выдержка при 1250°С 20 мин; время охлаждения 15 мин; время нагрева 10 мин. Общее время пребывания изделий при 1250°С 60 мин. Выдержка при 1100°С не производится.

После третьего снижения температуры ванны до 1150°С осуществляют пззлечеине издеЛИЙ из расплава и их охлаждение до комнатной температуры над зеркалом ванны в водородной среде.

Механические испытания, проводимые па образцах, выточенных из указанных изделий, показывают повышение предела прочности на 11% и уменьшение разброса значений предела прочности до 5-17,4% в сравнении с 24,2-42% для изделий, изготовленных пз той же партии порошка и пропитанных при постоянной температуре 1260°С в течение 90 мин.

Пример 2. Порошок, подготовленный, спрессованный и спеченный по режиму в примере 1, пропитывают погружением в расплав меди в герметичной ванне в атмосфере водорода. Пропитку производят путем пятикратного погружения изделий в расплав меди при

1250°С, причем первая выдержка в расплаве 20 мин; остальные - но 10 мин; время охлаждения над зеркалом ванны каждый раз по 4 мин.

Механические испытания пропитанных указанным способом образцов показывают сохранение среднего значения предела прочности при уменьп1ении разброса значеиий предела прочности на одном изделии до 6,9- 24% в сравнении с 28-35% для образцов, изготовленных из изделий, пропитанных при постоянной температуре 1250°С в течение 60 мин.

Таким образом, описываемый способ обеспечивает повышение однородности прочностных свойств пропитанных изделий.

Формула изобретения

Снособ пропитки пористых спеченных заготовок легкоплавким металлом, включающий нагрев заготовки в контакте с легкоплавким металлом в интервале от температуры плавления легкоплавкого металла до температуры спекания заготовки, выдержку при этой температуре и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности прочностных свойств изделий, нагрев и охлаждение проводят циклически, причем охлаждение осуществляют в интервале от температуры нагрева до темнературы плавления легкоплавкого металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 152477, кл. В 22F 3/26, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР №213989, кл. В 22F 3/26, 1963.