SU1560406A1 - Method of producing sintered articles based on iron - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к порошковой металлургии. Цель изобретени  - повышение физико-механических свойств. Провод т холодное прессование заготовки, нагрев ее токами высокой частоты до 800-1200°С и гор чую штамповку издели . После гор чей штамповки провод т термическую гомогенизирующую обработку в восстановительной атмосфере при 1050-1150°С в течение 10-120 мин. Затем осуществл ют охлаждение и химико-термическую обработку. Способ позвол ет получить издели  с более высокими значени ми предела прочности, относительного удлинени , ударной в зкости и твердости при значительном сокращении разброса этих характеристик по сечению издели . 1 табл.The invention relates to powder metallurgy. The purpose of the invention is to improve the physical and mechanical properties. Conducting cold pressing of the billet, heating it with high-frequency currents up to 800-1200 ° C and hot-pressing the product. After hot stamping, a thermal homogenizing treatment is carried out in a reducing atmosphere at 1050-1150 ° C for 10-120 minutes. Cooling and chemical heat treatment are then carried out. The method allows to obtain products with higher values of tensile strength, relative elongation, impact toughness and hardness with a significant reduction in the spread of these characteristics over the cross section of the product. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к способам гор чего прессовани  деталей машин и инструмента из металлических порошков на основе железа.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to methods for hot pressing machine parts and tools from iron-based metal powders.

Целью изобретени   вл етс  повышение физико-механических свойств.The aim of the invention is to improve the physicomechanical properties.

Пример 1. Изготавливали изделие из порошкового материала СПХ5 кольцо дл  сверлильного патрона. Заготовку прессовали, нагревали токами высокой частоты до 1200°С, осуществл ли гор чее динамическое прессование штамповкой. После гор чей штамповки изделие подвергали термической гомогенизирующей обработке путем нагрева до 1050°С в атмосфере диссоциированного аммиака, выдержки при этой температуре в течение 120 мин, подстужи-fExample 1. Made a product of powder material SPH5 ring for the drill chuck. The billet was pressed, heated by high-frequency currents up to 1200 ° C, and hot dynamic pressing was carried out by punching. After hot stamping, the product was subjected to a thermal homogenizing treatment by heating to 1050 ° C in an atmosphere of dissociated ammonia, holding at this temperature for 120 minutes, poduzhu-f

вани  600°С, азотировани  и охлаждени  на воздухе. Полученные издели  имели следующие механические свойства: предел прочности 2000-2200 МПа, относительное удлинение 10-12%, относительное сужение 20-25%, ударна  в зкость 0.4-0,6 МДж/м1, твердость 900-950 НУ.vania 600 ° C, nitriding and air cooling. The resulting products had the following mechanical properties: tensile strength of 2000-2200 MPa, relative elongation of 10–12%, relative narrowing of 20–25%, impact strength of 0.4–0.6 MJ / m1, hardness of 900–950 NU.

Пример 2. Кольцо дл  сверлильного патрона изготавливали из железного порошка марки ПЖ ЗМ2, легированного хромом с добавкой углерода, путем проведени  холодного прессовани , нЗгрева, гор чего прессовани  штамповкой, термической обработки, цементации, закалки и отпуска. В результате получено изделие из материала СП 40Х, по химическому составу ана- погичного стали 40Х.Example 2. A ring for a drill chuck was made of iron powder grade ZH2 ZM2 doped with chromium with carbon, by cold pressing, heating, hot pressing, heat treatment, carburizing, quenching and tempering. As a result, a product was obtained from material SP 40X, according to the chemical composition of anabolic steel 40X.

После гор чей штамповки изделие подвергали термической гомогенизации по следующему режиму: нагрев в атмосфере атомарного углерода до 1150°С, выдержка в течение 10 мин, затем охлаждение до 920-930°С, нитроцемента- ци  и закалка.After hot stamping, the product was subjected to thermal homogenization according to the following mode: heating in the atmosphere of atomic carbon to 1150 ° C, holding for 10 minutes, then cooling to 920–930 ° C, carbonitriding and hardening.

Механические свойства порошковых деталей из порошка ПЖЗМ2, полученные по предложенному способу представлены в таблице. Дл  сравнени  в таблице приведены физико-механические свойства идентичных деталей, полученных по известному способу, а также свойст ва деталей, изготовленных из проката стали ОХ, химический состав которой соответствует материалу СГ№ОХ.The mechanical properties of powder parts from PZhZM2 powder obtained by the proposed method are presented in the table. For comparison, the table shows the physicomechanical properties of identical parts obtained by a known method, as well as the properties of parts made of rolled steel OX, the chemical composition of which corresponds to the SG # OX material.

Как показывают данные таблицы, механические свойства кольца, полученного по предлагаемому способу,значительно выше свойств аналогичных деталей , полученных по известному способу , и имеют существенно меньший разброс .As these tables show, the mechanical properties of the ring obtained by the proposed method are much higher than the properties of similar parts obtained by a known method, and have a significantly smaller scatter.

Проведение высокотемпературной термической обработки после гор чей штамповки позвол ет достичь полного спекани  металлических частиц и равномерной плотности.Conducting high-temperature heat treatment after hot stamping allows complete sintering of metal particles and uniform density.

При температуре 1050-1150°С в порошковой стали интенсивно разравниваютс  процессы диффузии и роста зерна , которые позвол ют получить равно- мерный фазовый и химический состав и полное растворение карбидов. Неметал-i лические примеси при этом вынос тс  к границам зерен. Науглероженна  или друга  защитна  атмосфера исключает окисление и по вление обезуглерожен- ного сло . За счет одновременного протекани  процессов спекани , ростаAt a temperature of 1050–1150 ° C, diffusion and grain growth processes are intensively leveled in powder steel, which allow to obtain an even phase and chemical composition and complete dissolution of carbides. Nonmetallic impurities are transported to the grain boundaries. A carbonized or other protective atmosphere eliminates the oxidation and the appearance of a carbon-free layer. Due to the simultaneous process of sintering, growth

зерна, перекрывающего контактные гра- прессовани  провод т термическую об ...... «....«..« jxKj+vi ifbim . ЈГ ..... . . ..w... 1 f t П 1 1 Г А the grains overlapping contact grappings conduct a thermal circuit ...... "...." .. "jxKj + vi ifbim. ЈH ...... . ..w ... 1 f t П 1 1 Г А

ницы, и самодиффузии достигаетс  гомо генна  равномерна  структура, аналогична  структуре стали.This self-diffusion achieves a homogeneous uniform structure similar to that of steel.

работку изделий при 1050-1150 С в те чение 10-120 мин в защитной атмосфере .processing of products at 1050-1150 С for 10-120 minutes in a protective atmosphere.

1515

10ten

35 35

0406404064

Нагрев до температуры ниже не дает развити  перечисленных процессов .Heating to a temperature below does not give rise to the listed processes.

Повышение температуры до 1200°С и выше вызывает по вление жидкой фазы и вредных ликвационных  влений.An increase in temperature to 1200 ° C and higher causes the appearance of a liquid phase and harmful segregation effects.

Выдержка менее 10 мин не.позвол ет в значительной степени развитьс  необходимым процессам гомогенизации.A shutter speed of less than 10 minutes does not allow the required homogenization processes to develop to a large extent.

Выдержка более 120 мин приводит к коагул ции углерода и неметаллических включений, в результате чего возрастает хрупкость материала.Aging time of more than 120 minutes results in the coagulation of carbon and non-metallic inclusions, resulting in increased material friability.

Повышение механических свойств изделий , обусловленное проведением высо котемп,ературной (1050-11 50° С) термической обработки после гор чей штамповки , св зано с повышением плотности, выравниванием фазового и химического состава, приближением структуры спеченной заготовки к структуре стали.The increase in mechanical properties of products, due to the high rate of thermal (1050-1150 ° C) heat treatment after hot stamping, is associated with an increase in density, alignment of the phase and chemical composition, approaching the structure of the sintered billet to the steel structure.

Предлагаемый способ позвол ет получить равномерные по сечению детали механические свойства (например, разброс по твердости снижаетс  в 2,5 раза ) , увеличить прочность на . Значительно возрастают пластические свойства и ударна -в зкость. Улучшаютс  эксплуатационные характеристики, что позвол ет расширить номенклатуру деталей , изготавливаемых из металлических порошков.The proposed method makes it possible to obtain uniform mechanical properties of the parts (for example, the variation in hardness decreases by a factor of 2.5) and to increase the strength by. The plastic properties and impact viscosity increase significantly. Performance is improved, allowing for a wider range of parts made from metal powders.

2020

2525

30thirty

Claims (1)

Формула изобретени  Способ изготовлени  спеченных изделий на основе железа, включающий прессование заготовок из порошка, нагрев до 800-1200°С, гор чее динамическое прессование, охлаждение и химико-термическую обработку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  физико-механических свойств, после гор чего динамическогоThe invention method of manufacturing sintered iron-based products, including pressing of blanks from powder, heating to 800-1200 ° C, hot dynamic pressing, cooling and chemical-thermal treatment, characterized in that, in order to improve the physicomechanical properties hot dynamic прессовани  провод т термическую об . ЈГ ..... . . ..w... 1 f t П 1 1 Г А pressing is carried out thermally. ЈH ...... . ..w ... 1 f t П 1 1 Г А работку изделий при 1050-1150 С в течение 10-120 мин в защитной атмосфере .processing of products at 1050-1150 C for 10-120 minutes in a protective atmosphere.