RU2316413C1 - Способ производства заготовок из порошковых сплавов - Google Patents
Способ производства заготовок из порошковых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316413C1 RU2316413C1 RU2006112104/02A RU2006112104A RU2316413C1 RU 2316413 C1 RU2316413 C1 RU 2316413C1 RU 2006112104/02 A RU2006112104/02 A RU 2006112104/02A RU 2006112104 A RU2006112104 A RU 2006112104A RU 2316413 C1 RU2316413 C1 RU 2316413C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- phase sintering
- liquid
- carried out
- isostatic pressing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству заготовок из порошковых жаропрочных никелевых сплавов. Может использоваться для изготовления деталей, стойких к окислению при повышенных температурах и работающих в условиях тяжелого нагружения. Порошковый материал засыпают в капсулу и подвергают утряске. Проводят жидкофазное спекание в печи по режиму: нагрев до Ts±10°C с выдержкой 10-20 мин, где Ts - температура солидуса, затем до Ts+(10÷25)°C с выдержкой 10-20 мин и последующий нагрев до Т1-(5÷25)°С, где T1 - температура ликвидуса с выдержкой 10-30 минут. Далее заготовку охлаждают на 10-40°С ниже температуры солидуса (Ts) с выдержкой при ней 15-30 мин, затем охлаждают до 1000±10°С с выдержкой 15-30 минут, после чего окончательно охлаждают с печью. До или после жидкофазного спекания осуществляют горячее изостатическое прессование (ГИП). Способ обеспечивает лучшую макро- и микроструктуру заготовки и позволяет сократить время цикла получения заготовки. 8 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области производства заготовок из порошков жаропрочных никелевых сплавов, стойких к окислению при повышенных температурах и работающих в условиях тяжелого нагружения.
Известен способ производства заготовок из порошковых жаропрочных сплавов, включающий обработку порошкового материала аммонийными солями комплексонов, засыпку материала в форму, нагрев его в вакууме от 20 до 300°С со скоростью 2-4 град/мин, выдержку при этой температуре в течение 0,5-1 час и последующее охлаждение (SU, пат. №1593042 кл. B22F 3/10).
При реализации данного способа спекание порошкового материала происходит без применения защитно-восстановительной атмосферы и в негерметичной форме, из-за чего в структуре спеченных заготовок могут образовываться поры.
Известен способ производства заготовок из порошковых сплавов, включающий засыпку порошкового материала в капсулу, утряску, ступенчатый нагрев и жидкофазное спекание (компактирование) (RU пат. №2224622, 2002, кл. B22F 3/24). Недостатком этого способа является то, что соблюдение предложенного режима нагрева требует значительных энергозатрат и времени, а осадка заготовки требует использования дорогостоящего прессового оборудования с усилием прессования порядка 12 тыс.тн и изотермических блоков. В противном случае, на поверхности осажденной заготовки появляются трещины.
Задачей настоящего изобретения является достижение технического результата, выражающегося в обеспечении макро- и микроструктуры заготовок из порошковых сплавов, сокращении цикла получения заготовок во времени и создании изотермических условий при компактировании порошкового материала в газостате.
Технический результат достигается тем, что в способе производства заготовок из порошковых сплавов, включающем засыпку порошкового материала в капсулу, утряску и жидкофазное спекание, до или после жидкофазного спекания осуществляют горячее изостатическое прессование (ГИП), а жидкофазное спекание осуществляют при следующих режимах: сначала осуществляют нагрев порошкового материала до температуры Ts±10°C с выдержкой в течение 10-20 мин, где Ts - температура солидуса, затем поднимают температуру до Ts+(10-25)°C с выдержкой в течение 10-20 мин и осуществляют нагрев до температуры T1-(5÷25)°C, где T1 - температура ликвидуса с выдержкой в течение 10-30 минут, далее заготовку сначала охлаждают на 10-40°С ниже температуры солидуса (Ts) с выдержкой при ней 15-30 мин, затем охлаждают до 1000±10°С с выдержкой 15-30 минут, после чего проводят окончательное охлаждение заготовки с печью.
В предпочтительном варианте после компактирования заготовку подвергают горячему деформированию, в качестве которого применяют, например, изотермическую раскатку, при этом суммарная степень деформации заготовки при раскатке не превышает: где К - коэффициент больше 0,3, h0 - высота заготовки до деформирования, h1 - высота заготовки после деформирования. В предпочтительном варианте жидкофазное спекание порошкового материала, находящегося в капсуле, осуществляют в инертной атмосфере, в вакууме, либо в сочетании вакуума с заполнением рабочей камеры газом. При этом жидкофазное спекание осуществляют либо до его горячего изостатического прессования, либо после. Кроме того, жидкофазное спекание порошкового материала и горячее изостатическое прессование спеченной заготовки осуществляют как в одном аппарате (газостате), так и в разных, варьируя технологическими параметрами процессов, а после горячего изостатического прессования заготовку подвергают изотермической раскатке, не извлекая ее из капсулы. При этом горячее изостатическое прессование заготовки осуществляют под давлением 120-150 МПа при температуре не ниже Ts-(10÷30°C) и выдержкой этой температуры не менее 2-х часов, а перед деформированием заготовку выдерживают 4 часа при температуре не ниже Ts-(60÷100°C), затем охлаждают ее до температуры раскатки.
Ниже приведены примеры реализации заявленного способа.
Пример 1.
Капсулу с порошковым жаропрочным никелевым сплавом ЭП741НП подвергали горячему изостатическому прессованию и жидкофазному спеканию. На первой стадии (ГИП) давление составляло 150 МПа, температура - 1200±10°С, время выдержки - 2,5 часа. После ГИП капсулу изымали из газостата и помещали в печь, работающую как в режиме вакуумирования, так и под давлением рабочего газа и спекали с жидкой фазой. Время выдержки при спекании - 20 минут, температура жидкофазного спекания - 1285±5°. Исследования показали, что, по сравнению с заготовкой, полученной одним ГИП, после ГИП и жидкофазного спекания образцов временное сопротивление разрыву образцов (σв) увеличилось на 30 МПа, а структура материала (пористость и размер зерна) соответствовала действующим техническим условиям. Данную заготовку подвергали горячей деформации со степенью деформации до 60%. После жидкофазного спекания и ГИП плотность заготовки достигла 8,27 г/см3, что отвечает плотности монолитного металла. В данном случае не потребовались мощное прессовое оборудование с усилием прессования в 12 тыс. тн и пресс-инструмент из молибденового сплава, вес которого составляет порядка 0,5 тн, а также изотермический блок.
Пример 2.
В металлическую капсулу помещали порошковый никелевый сплав ЭП741НП и подвергали жидкофазному спеканию в печи в вакууме, а затем и под давлением аргона 0,1 МПа. Температурный режим спекания: нагрев порошкового сплава до 1240±10°С осуществляли без контроля его скорости. При этой температуре сплав выдерживали 15 минут, далее при температуре 1250°С - 15 минут. Окончательное спекание производили при температуре 1285°С и выдержке 20 минут. Спеченную заготовку охлаждали сначала до 1200°С с выдержкой 20 минут, затем до 1000°С и выдержкой 15 минут, а далее охлаждали с печью. В результате была получена заготовка с пористостью ~ 7% (определено предварительными исследованиями). В капсуле заготовку помещали в газостат. Там производили ГИП при Р=140 МПа, t° = 1215°С, и выдержке - 2,5 часа (без жидкофазного спекания). При степени деформации 5-6% такие заготовки, полученные одним ГИП, обычно разрушаются. В нашем же случае последующей деформацией со степенью до 30% (горячей раскаткой) получают заготовку - деталь с заданными размерами и при минимальной механической обработке. При этом коэффициент использования металла возрастает с 0,2 до 0,8.
Claims (9)
1. Способ производства заготовок из порошковых жаропрочных никелевых сплавов, включающий засыпку порошкового материала в капсулу, утряску и жидкофазное спекание в печи, отличающийся тем, что до или после жидкофазного спекания осуществляют горячее изостатическое прессование (ГИП), а жидкофазное спекание осуществляют при следующих режимах: сначала осуществляют нагрев порошкового материала до температуры Ts±10°C с выдержкой в течение 10-20 мин, где Ts -температура солидуса, затем поднимают температуру до Ts+(10÷25)°C с выдержкой в течение 10-20 мин и осуществляют нагрев до температуры Т1-(5÷25)°С, где T1 - температура ликвидуса, с выдержкой в течение 10-30 мин, далее заготовку сначала охлаждают на 10-40°С ниже температуры солидуса (Ts) с выдержкой при ней 15-30 мин, затем охлаждают до (1000±10)°С с выдержкой 15-30 мин, после чего проводят окончательное охлаждение заготовки с печью.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную заготовку подвергают горячему деформированию, например изотермической раскатке.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкофазное спекание осуществляют в инертной атмосфере, в вакууме либо в сочетании вакуума с заполнением рабочей камеры газом.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячее изостатическое прессование осуществляют до жидкофазного спекания.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячее изостатическое прессование осуществляют после жидкофазного спекания.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что после горячего изостатического прессования заготовку подвергают изотермической раскатке, не извлекая ее из капсулы.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячее изостатическое прессование заготовки осуществляют под давлением 120-150 МПа при температуре не ниже Ts-(10÷30°C) и выдержкой этой температуры не менее 2 ч.
9. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед деформированием заготовку выдерживают 4 ч при температуре не ниже Ts-(60÷100)°C, a затем охлаждают до температуры раскатки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006112104/02A RU2316413C1 (ru) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | Способ производства заготовок из порошковых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006112104/02A RU2316413C1 (ru) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | Способ производства заготовок из порошковых сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006112104A RU2006112104A (ru) | 2007-11-10 |
RU2316413C1 true RU2316413C1 (ru) | 2008-02-10 |
Family
ID=38957763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006112104/02A RU2316413C1 (ru) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | Способ производства заготовок из порошковых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2316413C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449858C1 (ru) * | 2010-11-30 | 2012-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов |
RU2696171C1 (ru) * | 2018-09-11 | 2019-07-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук (ИФВД РАН) | Способ получения высокопрочного вольфрамокобальтового твердого сплава с уникальной пластичностью при сжатии для циклических ударных нагружений |
-
2006
- 2006-04-13 RU RU2006112104/02A patent/RU2316413C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449858C1 (ru) * | 2010-11-30 | 2012-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Способ производства заготовок из жаропрочных порошковых сплавов |
RU2696171C1 (ru) * | 2018-09-11 | 2019-07-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук (ИФВД РАН) | Способ получения высокопрочного вольфрамокобальтового твердого сплава с уникальной пластичностью при сжатии для циклических ударных нагружений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006112104A (ru) | 2007-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8475711B2 (en) | Processing of nickel-titanium alloys | |
EP1416062B1 (en) | Quasi-Isothermal forging of a nickel-base superalloy | |
CN110607464A (zh) | 一种Ti2AlNb合金粉末的热等静压工艺 | |
JPH04232234A (ja) | チタンアルミニドを基礎としたドーピング物質含有合金より加工品を製造する方法 | |
AU2014269061A1 (en) | Thermo-mechanical processing of nickel-titanium alloys | |
CN111188000B (zh) | 一种Ti2AlNb合金构件的去应力退火热处理工艺 | |
US10737314B2 (en) | Method for producing forged TiAl components | |
JP2008229680A (ja) | TiAl基合金成形体の製造方法 | |
CN111822711B (zh) | 高致密度钛或钛合金零部件及其粉末冶金充型制造方法 | |
JP2659833B2 (ja) | Ni基超耐熱合金の熱間鍛造方法 | |
EP1779946B1 (en) | Supersolvus hot isostatic pressing and ring rolling of hollow powder forms | |
RU2316413C1 (ru) | Способ производства заготовок из порошковых сплавов | |
JP2007131886A (ja) | 耐磨耗性に優れた繊維強化金属の製造方法 | |
CN113260473B (zh) | 3d打印的高碳含量钢及其制备方法 | |
JP4133078B2 (ja) | 繊維強化金属の製造方法 | |
RU2753105C1 (ru) | Способ производства изделий из жаропрочных сплавов на никелевой основе, содержащих более 30% упрочняющей γ'-фазы | |
RU2753103C1 (ru) | Способ получения сложнопрофильных изделий из высоколегированных жаропрочных никелевых сплавов, содержащих более 30% упрочняющей γ'-фазы | |
CN112267080B (zh) | 用于消除钴铬钨合金铸造缺陷的热等静压工艺和钴铬钨合金 | |
RU2336973C2 (ru) | Способ изготовления спеченных заготовок из тяжелых сплавов на основе вольфрама | |
RU2647424C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Nb3Al (Варианты) | |
JP2006342374A (ja) | 金属及び合金焼結体の製造方法 | |
JP4178070B2 (ja) | 焼結用予成形体のキャニング方法およびそれによる焼結材料の製造方法 | |
RU2632047C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГО СПЛАВА TiNi С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ | |
RU2624562C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ СИСТЕМЫ Nb-Al | |
RU2649103C1 (ru) | Способ получения изделия из гранулируемого жаропрочного никелевого сплава |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20151012 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190424 |