(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению спеченных изделий на основе железа, легированного различными металлами путем прессования, спекания и термомеханической обработк Известен способ получения спеченных издеЛИЙ на Орионе легированного металлами железа, кото{И)1Й предусматривает смешивание железного порошка с порошками легирующих металлов, крупность частиц которых меньше крупности частиц железа более чем на порядок прессование, спекание и последующую обработку давлением 1. Однако вследствие недостаточной активности дисперсных порошков легирующих металлов не удается получить спеченные изделия с максимально высоким уровнем механических свойств. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения спеченных изделий на осиове железа, включающий смешивание железного порошка с порошками легирующих металлов, прессование, двухстадийное спекание тнгрёв, горячую деформацию, закалку и от щгск 2. Недостатком известного способа является введение в исходную смесь порошков легирующих металлов в состоянии поставки, т.е. пассивированных, вследствие чего они обладают недостаточной активностью в процессе спекания, что не позволяет получать спеченные изделия с высокими механическими свойствами. Цель изобретения - повышение механических свойств изделий. Для достижения поставленной цели согласно спо-. собу изготовления спеченных изделий на основе железа, включающему смешивание железного порошка с порошками легирующих металлов, прессование, двухстадийное спекание, нагрев, горячую деформацию, закалку и отпуск, перед смешиванием порошки легирующих металлов подвергают механическому активированию путем измельчения до 1/10-1/30 размера частиц порошка железа. Порошки легирующих металлов измельчают в диспергаторе до размера 1/30-1/10 (0,003- 0,01 мм) частиц порошка железа, после измельчения до заданного размера поверхностные слои частиц обладают повышенной дефектностью кристаллического строения, вследствие чего по1зышается их активность. После смешивания с порошком железа и пластификатором прессуют заготовки при давлении 2 - 5 т/см, которые спекают сначала при 800-850° С в течение 2 ч, а затем при 1250-1300° С в течение 3 ч в защитной атмосфере. В процессе спекания происходит активная диффузия легирующих металлов в железо, что замедляет процессы его рекристаллизации и способствует формированию более мелко4ернйстой структуры спеченного изделия Особенности процесса структурообразобания при спекании благоприятно сказывается также на процессах, происходящих при высокотемпературной термо механической обработке, что позволяет повысить температуру деформации и улучшить физи ко-механические свойства получаемых изделий. Пример. Легирующие добавки хрома в виде порошка высоколегированной стали ХЗО (средний размер частиц 72 мкм) и молиб дена (средний размер частиц 23 мкм) измельчают раздельно в вибромельнице в среде спирта до размера частиц 10 мкм (1/10 размера частац основы). Затем смешивают с ийходным, немолотым порошком железа (средний размер частиц 100 мкм) в процентном соотношении, соответствующем химическому составу стали 2X12М. В полученную шихту добавляют в качестве пластификатора 4%-ный раствор каучука в бензине в количестве 2% и щессуют при давлении 5 т/см. Спрессованные заготовки спекают при 850° С в течение 2 ч, а затем при 1300° С 3 ч в защитно-восстановительной атмосфере диссоциированного аммиака. Плотность заготойок после спекания составляет 90-92%. Спеченные заготовки нагревают до 950° С, деформируют осадкой со степстю деформации 30%, закаливают с температуры деформа{щи в растворе каустика. После закалки щюводят отпуск при 200° С в течение 1 ч. В результате получают изделия со следующи ми свойствами: предел прочности при изгибе 140 кг/мм, критический коэффициент интенсивности шпряженйй при плоской деформации 215 кг/мм / , полная работа разрушения 0,91,2 . П р и м е р 2. По технологическому процессу, указанному в примере 1, изготавливают изделие из железного порошка с легирующими добавками легированной стали ХЗО и молибдена, имеющими размер 5 мкм (1/20 размера частиц основы). Давление прессования в зтом случае составляет 3 т/см. Высокотемпературное спекание осуществляют при 1250° С. Свойства. полученных изделий следующие: предел прочности при изгибе 152 кг/мм, критический коэффициент интенсивности напряжений при плоской деформации 225 кг/мм , полная работа разрушения 1,3-1,7 кгм/см. П р и м е р 3. По технологическому продассу, указанному в примере 2, изготавливает изделие из железного порошка с легирующими добавками легированной стали ХЗО и молибдена, имеющими размер 3 мкм (1/30 размера «тстиц основы). Свойства изделий-следующие: предел прочности при изгибе 160 кг/мм, критический коэффициент интенсивности напряжекий при плоской деформации 230 кг/мм , полная работа разрущения 1,5-2,0 кгм/см. Таким образом, в результате реализации предложенного способа получают изделия на основе железа с механическими свойствами, на 20-30% превышающими свойства изделМ аиалогичного состава, полученных известным способомФормула изобретения Способ получения спеченных изделий на основе железа, включающий смешивание железного порошка с порошками легирующих металлов, пресс ование, двухстадийное спекание, наг|)ев, горячую деформацию, закалку и отпуск, отличающий, ся тем, что, с целью повышения механических свойств, перед смешиванием порощки легирующих металлов под вергают механическому активированию путем измельчения до 1/10-1/30 размера частиц порошка железа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент, ГДР № 100176, кл. 31 Ь 3/16, 1973. 2.Бернштейн М. Л., Платова С. П. и др. Механические свойства спеченных материалов, подвергнутых термомеханической обработке. Порошковая металлургия, № 11, 1976, с. 75-80.
