UA70773A - Method for manufacture of articles of metallic powmethod for manufacture of articles of metallic powder der - Google Patents

Abstract

The method for manufacture of articles of powdered metal includes molding of articles in the medium of inert gas in the chill mold-crystallizer made of the fusion of powdered metal with simultaneous introduction into the areas of fusion, which correspond to the surfaces of article, requiring the improved properties, of alloying elements. Then articles are worked, being in plastic state, for giving to them the required design-engineering parameters.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до способів виготовлення заготовок та виробів з металічних порошків. 2 Традиційні способи порошкової металургії засновані на пресуванні виробів з наступним спіканням і обробкою. Відомий спосіб виготовлення конструкційних деталей з залізного порошку, який включає засипку порошка в прес-форму, формування, спікання, деформацію і термічну обробку. (АС Мо1509183, В22Е7/02, 23.09.89р.). За цим способом формування брикета проводять з трьох шарів порошка, який має різний вміст вуглецю, опікають і деформують шляхом екструзії. При цьому покращують якісні показники деталі. Недоліком 70 цього способу є те, що він не пригодний для об'ємних заготовок деталей типу зубчатих коліс, зірок, товстостінних циліндрів або валів із-за деформації об'ємної заготовки в процесі екструзії і можливості виникнення мікротріщин в деталях в процесі експлуатації із-за порушення умов відповідності товщин однорідних шарів в об'ємі деталі.The invention relates to methods of manufacturing blanks and products from metal powders. 2 Traditional methods of powder metallurgy are based on pressing products followed by sintering and processing. There is a known method of manufacturing structural parts from iron powder, which includes filling the powder into a mold, forming, sintering, deformation and heat treatment. (AS Mo1509183, B22E7/02, September 23, 1989). According to this method, briquettes are formed from three layers of powder with different carbon content, cured and deformed by extrusion. At the same time, the quality indicators of the parts improve. The disadvantage 70 of this method is that it is not suitable for volumetric workpieces of parts such as gears, stars, thick-walled cylinders or shafts due to the deformation of the volumetric workpiece during the extrusion process and the possibility of microcracks in the components during operation due to violation of the conditions of compliance of the thicknesses of homogeneous layers in the volume of the part.

В основу винаходу поставлено задачу формування виробу з розплаву металічного порошку з наступною 12 обробкою заготовки забезпечити отримання остаточної форми і номінальних розмірів без операцій пресування порошкової заготовки, металорізання, проміжних нагрівів для термообробки та покращення експлуатаційних характеристик деталі за рахунок утворення нагартувального шару і антикорозійного покриття.The basis of the invention is the task of forming a product from molten metal powder with the following 12 processing of the workpiece to ensure obtaining the final shape and nominal dimensions without operations of pressing the powder workpiece, metal cutting, intermediate heating for heat treatment and improving the operational characteristics of the part due to the formation of a tempering layer and an anti-corrosion coating.

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі виготовлення деталей з металічного порошку згідно з винаходом вироби формують в середовищі інертного газу в кокілях-кристалізаторах з розплаву металічного порошку з одночасним введенням в зони розплаву, які відповідають поверхням виробу, що потребують поліпшених властивостей, легуючих елементів, з наступною обробкою виробів, які знаходяться в пластичному стані, для надання їм необхідних конструктивно-технологічних параметрів. У іншій формі реалізації способу розплав отримують в індукторі, а вироби піддають обробці пуансонами при температурі кування, яка відповідає матеріалу виробу, і подальшій обробці для отримання наклепу глибиною щонайменше 2мм при температурі утворення наклепу, яка відповідає матеріалу виробу, до отримання остаточної форми і номінальних « розмірів з урахуванням температурних розширень, що відповідають матеріалу виробу, з подальшим охолодженням виробу в рідині з одночасним загартуванням і отриманням антикорозійного покриття.The task is solved by the fact that in the known method of manufacturing parts from metal powder according to the invention, the products are formed in an inert gas environment in crystallizing molds from molten metal powder with the simultaneous introduction of alloying elements into the melt zones, which correspond to the surfaces of the product that require improved properties , with subsequent processing of products that are in a plastic state to provide them with the necessary structural and technological parameters. In another form of implementation of the method, the melt is obtained in an inductor, and the products are subjected to processing with punches at a forging temperature that corresponds to the material of the product, and further processing to obtain a defamation with a depth of at least 2 mm at a temperature of formation of defamation that corresponds to the material of the product, until obtaining the final shape and nominal " dimensions, taking into account the temperature expansion corresponding to the material of the product, with subsequent cooling of the product in a liquid with simultaneous hardening and obtaining an anti-corrosion coating.

При використанні заявленого способу виключаються операції формування і пресування порошкової заготовки, традиційні для методів порошкової металургії. Заготовку формують безпосередньо з розплаву о металічного порошку, який може бути отриманий в індукторі або при застосуванні інших установок для ча отримання розплаву. Подальша обробка заготовки виключає операції металорізання за рахунок обкатки заготовки, що знаходиться в пластичному стані, за допомогою матричних пуансонів, до отримання остаточних - розмірів з урахуванням температурного розширення. При цьому відбувається утворення наклепу в робочих о зонах деталі глибиною до 2мм. Подальше загартування виробу з одночасним утворенням антикорозійного 3о покриття відбувається під час охолодження виробу в спеціальній рідині. Все це дає можливість значно скоротити в технологічний процес, зменшити енергозатрати, трудозатрати, час на виготовлення виробу з одночасним поліпшенням її експлуатаційно-технологічних характеристик.When using the claimed method, the forming and pressing operations of the powder billet, which are traditional for powder metallurgy methods, are excluded. The workpiece is formed directly from the molten metal powder, which can be obtained in an inductor or when using other installations for the production of molten metal. Further processing of the workpiece excludes metal cutting operations due to the running-in of the workpiece, which is in a plastic state, with the help of matrix punches, until obtaining the final dimensions, taking into account thermal expansion. At the same time, slander is formed in the working areas of the part with a depth of up to 2 mm. Further hardening of the product with the simultaneous formation of an anti-corrosion 3o coating takes place during cooling of the product in a special liquid. All this makes it possible to significantly reduce the technological process, reduce energy consumption, labor costs, and time for manufacturing the product, while simultaneously improving its operational and technological characteristics.

На кресленні зображена технологічна схема виготовлення виробу. «The drawing shows the manufacturing process of the product. "

Спосіб здійснюють таким чином. Металічний порошок засипають в накопичувальну ємність 1, з якої він З 740 надходить в індуктор 2 по трубці З, що в своїй нижній частині має розгалуження 4 для рівномірного заповнення с кокіля-кристалізатора 5. В зони розплаву, які відповідають робочим поверхням майбутньої деталі, наприклад, вThe method is carried out as follows. The metal powder is poured into the storage container 1, from which it C 740 enters the inductor 2 through the tube C, which has a branch 4 in its lower part for uniform filling of the crystallizer mold 5. In the melt zones that correspond to the working surfaces of the future part, for example , in

Із» зони зубів, шліців, шпоночних пазів, поверхонь під підшипники, та ін., вводять легуючі елементи по трубкам 6.From the zone of teeth, slots, keyways, bearing surfaces, etc., alloying elements are introduced through tubes 6.

Заготовку 7 охолоджують в кокілі-кристалізаторі за допомогою охолоджувальної рідини до стану, який дозволяє пластичну обробку тиском. Температура розплаву в першому випадку і пластичного стану в другому випадку 42 залежить від матеріалу виробу. Заготовку виймають з кокіля-кристалізатора 5 і переносять в зону обробки 7 тиском, де заготовку обкатують пуансонами-матрицями, один з яких - привідний пуансон 8, має привід для ав! обертання заготовки, а другий - обжимний пуансон 9, який має спеціальний привід для натискування. Під час обжиму між пуансонами 8 і 9 заготовка отримує кінцеві розміри з урахуванням температурного розширення 7 (2-395) і наклеп глибиною до 2мм. Отвір в заготовці отримують ступеневою прошивкою-пуансоном 10. Робочі -І 20 зони пуансонів-матриць під час обробки заготовки охолоджують за допомогою вуглекислоти для запобігання відпуску. Затим готовий виріб занурюють у ванну 11 з водним розчином Ма»б5іОз густиною 1,17-1,25г/см. В с» ванні виріб орієнтують таким чином, щоб в заглибленнях не накопичувалась охолоджувальна рідина, і виріб потрапив на захват конвеєра для переміщення в ванну 12 з водою для промивки. Кокіль-кристалізатор 5 і зона обробки заготовки тиском розміщені в камері з вуглекислим газом 13. 29 Спосіб може бути застосований при виготовленні виробів типу зубчатих коліс, шківів, валів, циліндрів, і т.д.The workpiece 7 is cooled in a mold-crystallizer with the help of a coolant to a state that allows plastic processing by pressure. The temperature of the melt in the first case and the plastic state in the second case 42 depends on the material of the product. The workpiece is removed from the mold-crystallizer 5 and transferred to the processing zone 7 under pressure, where the workpiece is rolled with die punches, one of which is the drive punch 8, has a drive for av! rotation of the workpiece, and the second is a crimping punch 9, which has a special drive for pressing. During crimping between punches 8 and 9, the workpiece receives its final dimensions, taking into account thermal expansion 7 (2-395) and a slander up to 2 mm deep. A hole in the workpiece is obtained with a stepped insertion-punch 10. The working -I 20 zones of the punches-matrices during the processing of the workpiece are cooled with the help of carbon dioxide to prevent tempering. Then the finished product is immersed in a bath 11 with an aqueous solution of Ma»b5iOz with a density of 1.17-1.25 g/cm. In the bath, the product is oriented in such a way that the cooling liquid does not accumulate in the recesses, and the product gets on the grip of the conveyor for moving to the bath 12 with water for rinsing. The mold-crystallizer 5 and the zone of processing the workpiece under pressure are placed in the chamber with carbon dioxide 13. 29 The method can be used in the manufacture of products such as gear wheels, pulleys, shafts, cylinders, etc.

РR

60 б5 й й що : 1 2 со» 2 щ й й роки - в ори: ай дня ее)! 6 со» 0 -ИЕ- МД60 b5 y y ch: 1 2 so» 2 sh y y years - in ory: ay dnya ee)! 6 so» 0 -IE- MD

З (Є З т и | тіла НИ ; рин пекан В ше вана (М) Дня вщентW (E Z t i | bodies of OUR; ryn pekan Vshevana (M) Day of the holy

АТ 7 ся- 5 ТЕ 10 10 / Й ше вуглекислота со. со В 7, Пе. зоAT 7 sya- 5 TE 10 10 / And carbon dioxide so. so B 7, Pe. zo

И / М ит 1 и ТТТСО пише ВИД рт 7 ' 7 ривідI / M yt 1 and TTTSO writes VID rt 7 ' 7 ryvid

Привід : г к ши: для обертання т- - у, -- кі Захват -- і: конвеєра ня у х -о СУ Ї 1Drive: g k shi: for rotation t- - y, -- ki Grip -- i: conveyor y x -o SU Y 1

На - я д мOn - I d m

Ма» 5103 с М ще шо У, густина А г 1 117,28 й С -к «Ma" 5103 s M more sho U, density A g 1 117.28 and S -k "

Claims (2)

Формула винаходу со їч-The formula of the invention is 1. Спосіб виготовлення виробів з металічного порошку, який відрізняється тим, що вироби формують в середовищі інертного газу в кокілях-кристалізаторах з розплаву металічного порошку з одночасним введенням в. 0 зони розплаву, які відповідають поверхням виробу, що потребують поліпшених властивостей, легуючих о елементів, з наступною обробкою виробів, які знаходяться в пластичному стані, для надання їм необхідних Зо конструктивно-технологічних параметрів. в.1. The method of manufacturing products from metal powder, which is characterized by the fact that the products are formed in an environment of inert gas in molds-crystallizers from molten metal powder with simultaneous introduction into 0 melt zones, which correspond to product surfaces that require improved properties, alloying elements, with subsequent processing of products that are in a plastic state, to provide them with the necessary structural and technological parameters. in. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розплав отримують в індукторі.2. The method according to claim 1, which differs in that the melt is obtained in an inductor. З. Спосіб за пп. 1 і 2, який відрізняється тим, що вироби піддають обробці пуансонами при температурі кування, яка відповідає матеріалу виробу, і подальшій обробці для отримання наклепу глибиною до 2 мм при « температурі утворення наклепу, яка відповідає матеріалу виробу, до отримання остаточної форми і номінальних розмірів з урахуванням температурних розширень, з подальшим охолодженням виробу у водному розчині о, с Ма»зіОз густиною 1,17-1,25 г/см з одночасним загартуванням і отриманням антикорозійного покриття. ;» " Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2004, М 10, 15.10.2004. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. -і («в) -і -і сю» 60 б5C. The method according to claims 1 and 2, which differs in that the products are subjected to processing with punches at a forging temperature that corresponds to the material of the product, and further processing to obtain a defamation with a depth of up to 2 mm at a temperature of formation of defamation that corresponds to the material of the product, until obtaining final shape and nominal dimensions, taking into account temperature expansions, with further cooling of the product in an aqueous solution of O, with Ma»ZiOz with a density of 1.17-1.25 g/cm with simultaneous hardening and obtaining an anti-corrosion coating. ;" "Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 10, 15.10.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. syu" 60 b5