Способ изготовления спеченныхиздЕлий Советский патент 1981 года по МПК B22F3/14 

Изобретение относится к порошковой металлургии .и может быть использовано при изготовлении различных изделий из металлов, керамики, тугоплавких соединений, используемых в современном машиностроении, металлообрабатываюш,ей и инструментальной промышленности.

Известен способ изготовления спеченных изделий, заключаюш,ийся в том, что предварительно спрессованную заготовку с нажломной поверх1ню€тью .пО1меш,ают в «ассету с соответствуюш,ей формой гнезда и спекают в печах косвенного нагрева 1.

(Поверхность гнезда имеет тот же угол на-клона, что и поверхность изделия. Под действием силы тяжести изделие скользит по наклонным плоскостям гнезда, находясь до окончания спекд-ния в обжатом состоянии.

Недостатком способа является то, что он позволяет спекать только изделия, Имеюш,ле коническую форму (конусы, пластины и квадраты с конической поверхностью) и непр.игоден для спекания изделий более сложной формы (например, шара).

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому эффекту является способ из.готовлен1ия спеченных изделий, заключаюпцийся в том, что отформованную заготовку с коническои наружной поверхностью помещают в оболочку, имеющую соответствующую внутреннюю коническую поверхность, а пр,и спекании изделие и оболочку перемешают друг относительно друга в осешом направлении в сторону сужающейся части конической поверхности изделия 2.

Недостаток известного способа заключается в том, что он позволяет спекать из0делия конической формы и совершенно непригоден для спекания изделий любой другой формы. Например, при изготовлении цилиндрического изделия, его спекают конической формы, а конус после спекания

5 сошлифовывают. Кроме того, недостатками являются наличие непосредственного контакта большой площади поверхности заготовки с поверхностью графитовой оболочки, через которую происходит интен0сивное науглераживание поверхности изделия и отсутствие газовыделения из заготовки в процессе спекания, так как большая часть поверхности заготовки (ее боковая поверхность и целиком один торец)

5 плотно закрыты конической поверхностью оболочки и штоком.

С целью упрощения процесса при сохранении высокого качества изделий заданной формы предложен способ изготовления спеченных изделий, по которому спекание проводят в оболочке в виде отдельных формующих площадок с суммарной поверхностью 24-76% от обжимаемой поверхности изделия, а обжатие проводят при давленш-1 0,02-500 /сг/слг в защитной среде. В качестве защитной среды используют вакуум или нейтральный газ.

Предложенный снособ осуществляЕОт следующим образом.

Сформированную заготовку в форме, например, шара, цилиндра сплошного, цилиндра полого и др., помещают в оболочку, которую берут в виде отдельных формующих -площадок с промел-сутками между площадками или с промежутками и отверстиями в площадках. Лри этом суммарная поверхность формующих площадок составляет 24-7i6% от всей обжимаемой поверхиостн заготовки. Выход за нижний предел (24%) ведет « недостаточной ,П1ропресоо1Вке заготовки, так как площадь формующих площадок оказывается недостаточаюй, что ведет к снижению качества изделия. Выход за верхний .предел (76%) ведет к недостаточно полному удалению газообразных продуктов при спекании и прессовании вследств 1 е быстрого перекрывания промежутков между формующими /площадками и к ухудшению проп|эессовки, т. е. также к снижению качества изделий.

Затем заготов ку покрывают термостойким материалом, например асбестом (бумагой), изолирующим ее от поверхности формующих площадок, и (Опекают подод;нов|ременным воздействием давлеЕия 0,02- 500 кг/см и вакуума 10--10 лл-г рт. ст. или инертной средой.

Для иэготовлевия полых изделий различной формы формуют заготовку с полостью, в которой располагают жесткую разборную оираву или оболочку, составленную из отдельных формующих площадок, которые позволяют обжимать заготовку одновременно И со стороны полости.

Давление .и время обработки зависят от фор.мы, размеров и материала заготовки. Наименьшее давление, лри котором получают изделия с гостированной плотностью и хорошего качества, - 0,02 кг/см. При изготовлении изделий увеличенных размеров необходимо давление, iKOTOpoe способно пропрессовьгвать заготовку по всему объему, т. €. до 500 кг1см.

Пример 1. Спрессованную заготовку из твердосплавной смеси iBK Ю цилиндрической формы (диаметр 262,5 мм, высота 112,5 мм) размещают в оболочке, «абраиной из 12 с равными промежутками подвижных формующих площадок - общей площадью 740,91 см , площадь каждой площадки - 61,74 см, суммарная поверхность которых составляет 50,44% общей обжимаемой поверхности заготовки, затем на заготовку при спекании в вакууме 10 мм рт. ст. воздействуют давлением

63,11 г/сл2 через формующие площадки по боковой поверхности и со стороны одного торца, при этом предварительно всю поверхность заготовки изолируют тонким слоем асбеста.

Полученное изделие - сплошной цилиндр - имеет размеры: диаметр 210 мм, высота 90 мм, однородную структуру по всему объему, гостированную плотность,

7 класс чистоты поверхности.

Пример 2. Предварительно спрессованную заготовку ,из твердосплавной смеси ВК 6 в форме шара диаметром 125 мм размещают в оболочке из 24 оодвнжных формзющих площадок с равными промежутками и имеющими общую площадь 314,16 слг, или 64% от общей площади заготовки. На заготовку в процессе спекания в вакууме рт. ст.Воздействуют давлением 100 /сг/слг2.

Пэготовленное изделие имеет форму шара с диаметром 100 мм, чистотой поверхности 7-8 класса, однородной структурой и гостированной плотностью по всему объему.

Пример 3. Предварительно спрессованную заготовку из твердосплавной смеси ВК 8 выполняют полой в виде фильеры с наружным диаметром 75 мм, с внутренним

максимальным диаметром 48 мм, внутренним минимальным диаметром 30 мм и высотой 56,25 мм и размещают в оболочке. набранной с равными промежутками из 12 подвижных формующих площадок с общей

площадью 121,73 см , площадь каждой формующей площадки оболочки 10,144 см или 75,7% от общей формуемой площади заготовки. В полости заготовки размещают р.азбор.ную жесткую оправу, соответствующую

отверстию готового изделия. Затем на заготовку в ироцессе спекания в вакууме рт. ст. воздействуют давлением 50 кг/см через подвижные формующие площадки.

Полученное изделие имеет форму фильеры с наружным диаметром 60 мм, внутренними диаметрами 38 и 24 мм, высотой 45 мм. Чистота поверхиости : внешней 8 класса, внутренней 10 класса. Изделие

имеет однородную структуру и гостированную плотность по всему объему.

iBo всех формующих площадках оболочек могут быть выполнены равномерно расположенные отверстия, способствующие

удалению газообразных продуктов с формуемых участков поверхности заготовок, но площадь их незначительна и зависит от размера и количества площадок каждой оболочки в отдельности.

Предложенный способ изготовления спеченных изделий позволяет получать изделия любой заданной формы с улучшенным качеством (однородной структурой и плотностью ло всему объему) за счет удаления

газообразных включений и равномерного

всестороннего обжатия в лроцессе спекания.

Получаемые изделия имеют чистую поверхность (6-10 класс). Способ позволяет уменьшить до минимума припуски на дальнейшую обработку изделия по сравнению с прототипом и требует меньших дополнительных затрат на обработку изделия.

Способ также позволяет получать изделия с внутренними отверстиями и полостями, что значительно расширяет использование изделий без дополнительных операций на обработку. При этом способ прост в осуш;ествлении.

Формула и зобретения

1. Способ изготовления спеченных изделий, включающий формование и спекание изделий в оболочке при одновременном обжатии их поверхностью последней, о т л ичаюш,ийся тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении высокого качества изделий заданной формы, спекание проводят в оболочке в виде отдельных формующих площадок с суммарной поверхностью 24-76% от обжимаемой поверхности изделия, а обжатие проводят при давлеиин 0,02-500 кг/см в защитной среде. 2. Способ по п. I, отличающийся тем, что в качестве защитной среды используют вакуум или инертный газ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 199404, кл. В 22 F.3/16, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР Ло 449780, кл. В 22 F 5/00, 1975.