SU1119776A1 - Способ получени спеченных изделий из материалов на основе железа - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА , преимзоцественно мазутньк форi сунок, включающий прессование, спекание заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной стойкости мазутных форсунок, обра1ботку давлением цементированных заготовок провод т с усилием 100-300 МПа одновременно с нанесением на aarotoBку сло  аморфного бора, после обработки давлением провод т дополнительное спекание в засыпке сплава на основе железа типа сормайт, а цементацию заготовок осуществл ют при S 980-1050°С в течение 6-8 ч в твердом карбюризаторе. (Л

Description

со

Од Изобретение относитс  к порошкогвой металлургии, в частности к спосо бам изготовлени  т желонагруженных . и износостойких спеченных изделий из /материалов на основе железа. Известен способ получени  распыли тел  форсунки, включакиций нанесение перед прессованием на рабочую поверхность формообразующего инструмен та порошка графита,прессование заготовки из железного порошка, спекание в порошкообразной засыпке, содержащей сплав сормайт lj . Недостатками известного способа  вл ютс  прочность и износостойкость изделий. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  способ получени  изделий из материалов на основ железа, включак ций прессование, спет кание заготовок, обработку давлением их цементацию и термическую обработ-г ;ку 2. Недостатком известного способа  вл етс  невысока  эксплуатационна  стойкость мазутных форсунок. Целью изобретени   вл етс  повьш1е ние эксплуатационной стойкости мазутных форсунок. Цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  спеченных издег ЛИЙ из материалов на основе железа, преимЗЩественно мазутных форсунок, включающему прессование, спекание . заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, обработку давлением цементир.ованных заготовок провод т с усилием 100-300 МПаодновременно с нанесением на заготовку сло  аморфного бора , после обработки давлением провод т дополнительное спекание в засьшк сплава на основе железа типа сормайт и цементацию заготовок осуществл ют при ЭвО-ЮЗО С в течение 6-8 ч в твердом карбюризаторе. Предложенный способ осуществл ют следук цим образом. Из порошка легированной хромистой стали формуют заготовку распыпи тел , затем производ т спекание заго товки дл  формировани  металлического межчастичного контакта. Последующа  операци  доуплотнени  приводит к.уменьшению величины остаточной пористости и повышению комплекса физико-механических свойств издели . Далее провод т цементацию 76 2 спеченной заготовки на толщину сло  0,7-0,9 мм в твердом карбюризаторе. В стали, содержащей легирующие элементы , такие как хром, в результате цементации в поверхностных сло х образуютс  карбиды, обладающие высокой износостойкостью, а в приповерхностных сло х и в сердцевине формируетс  структура высоколегированного твердого раствора, упрочн емого закалкой и имеющего высокий комплекс физико-механических свойств. Цементаци  до толщины сло  менее 0,7 мм не обеспечивает достаточной эксплуатационной стойкости, так как в этом случае возможно продавливание цементированного сло  при ударном воздействии абразивных твердых частиц , содержащихс  в потоке мазута. Цементаци  до толщины сло  более 0,9 мм увеличивает его хрупкость при последующей калибровке, а также уве личивает длительность технологического цикла. Тол11р1на цементированного сло  0,7-0,9 мм достигаетс  проведением процесса цементации при 980-1050 С в течение 6-8 ч. Затем цементированную заготовку при давлении 100-300 МПа калибруют формообразуюпцш инструментом, на который предварительно нанос т порошок аморфного бора. Порошок аморфного бора обладает высокой диффузионной активностью и удовлетворительной прессуемостью, что дает возможность на операции калибровки зафиксировать слой этого порошка на рабочих поверхност х издели  и в процессе дальнейших термических .операций получать в этих част х тугоплавкие соединени  повышенной износостойкости . Пои давлении калибровки менее . 100 МПа наблюдаетс  осыпание припрессованного сло ,так как не обеспечиваетс  необходима  механическа  сцепл емость порошка бора и це- ментированной поверхности издели . При величине давлени  калибровки бо лее 300 МПа наблюдаетс  по вление локальных микротрещин, что может привести к снижению эксплуатационной долговечности . Калибровка цементированного издели  в интервале давлени  100-300 МПа обеспечивает качественную припрессовку порошка аморфного бора к цементированной поверхности распьшител . Перед калибровкой слой порошка аморф ного бора нанос т на формообразующий элемент в виде смеси с глицерином ил машинным маслом толщиной около 1,0мм В дальнейшем распылитель повторно спекают в порошкообразной засыпке содержащей сплав сормайт. Повторное спекание в отличие от первого спекани  формирует не только прочный металлический контакт ме аду порошкот выми частицами, но и определ ет весь комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств, так как в значительной мере измен ет структуру поверхностных слоев распылител  и за присутстви  в порошкообразной засьпке сормайта, содержащего диффузионный активный хром и другие легирую щие элементы. При этом на рабочих поверхност х распьшител  образуютс  карбобориды хрома с микротвердостью 1780-2200 кг/мм. Формирование карбоборидной структуры в сочетании с твер дым цементированным под ел о ем, состо щи из карбидов легирующего элемента (например , хрома), обеспечивает высокую износостойкость распылител  и соответственно высокую эксплуатационную долговечность в т желых услови х эксплуаташ1и. Последуюище закалка и отпуск, формиру  легированный мартенсит в основе издели , обеспечивают высокие прочносц ые характери тики издели . .Пример 1. Из порошка хромистой стали, содержащей Сг 9% первоначально при давлении 600 Ша форьвфуют Заготовку распылител  в . стальной прессформе. Затем заготовку спекают при 1280 С, врем  вьщержки 1,5 ч в атмосфере диссоциированного аммиака, доуплотн ют в штампе при давлении 1200 МПа, цементируют в твердом 1 ;арбюризаторе до получени  глубины цементированного сло  0,7 мм в течение 6 ч при 980°С. Полученную заготовку подвергают при давлении 100 МПа калибровке пресс-инструментом , на формообразующие части которого предварительно нанос т слой порошка аморфного бора в смеси с машинным маслом толщиной около 1,0мм. Полученную заготовку с поверхностным слоем аморфного бора повторно спекают э порошкообразной засьтке, содержащей дормайт в количестве 70 вес. %, 29% шамота, 1% хлористого аммони  при 1050 С в атмосфере диссоциированного аммиака в течение 2-х ч. Химический состав сплава сормайт. Никель Кремний 2-5 Углерод До 25 Марганец До 1,5 Железо Остальное В дальне{Ьоем распылители мазута закаливают с температуры 960° в масло и отпускают при 180°С в течение 2-х ч. Результаты испытаний приведены в таблице.

§

о

оо

«ло

00 го

с

«3-ю

1ЛШ

о

ю

- лО

см

Ч1го г

о о

г

о

гю 00 о -Cvl

00 Ti

М

3

00 о

00 У1

У

о

ш

« о

I

о о. о о. ь о (d и п

ON

оо

т

«

«

«S

о

о

о

-го

- I

№

7

.Пример 2, Из порошка стали, содержащей Сг 11, первоначально прессу ют, спекают, доуплотн ют заготовку распылител  по режимам, аналогичным приBeAeHHbnii в примере 1. Затем, заготовку цементируют в твердом карбюри-t заторе до получени  толщины сло  0,8 мм в течение 6,9 ч при 1020°С. Полученную заготовку калибруют при давлении 200 МПа инструментом, покрытым аморфным бором, по режимам, аналогичным в примере 1 ,а также повторно спекают в порошкообразной засыпке, содержащей сормайт, по режимам и составу засьтки, аналогичных приведенным в примере 1, закаливают и отпускают по эквивалентным примеру 1 режи м м

Результаты испытаний приведены в таблице. .

Пример 3. Из порошка стали, содержащей рома. 13%, по режимам, аналогичным приведенным в примере 1, прессуют, спекают, доуплотн ют заготовку распылител , которую затем цементируют в твердом карбюризаторе до получени  толщины сло  0,9ммв течение 8 ч при , в дальнейшем повторно спекают в порошкообразной засыпке, содержащей сормайт, по режимам и составу засыпки, аналогичным

197768

.приведенным в примере 1, а также закаливают и отпускают по режимам, приведенным в примере 1.

Результаты испытаний приведены 5 в таблице.

По известному способу из порошков легированных сталей с содержанием Сг 9-13%, прессуют заготовки распылителей с усилием, аналогичньм примеру 1,Опекают в атмосфере и по температурно-временному . режиму, аналогично примеру 1. Далее образцы подвергают i ковке при усилии Т200 МПа и температуре 1100®С. Затем заготовки науглероживают при температурах, аналогичных примерам 1-3 в шахтной печи в атмосфере состава (82% СН, 18% Ш) в течение 9-10 ч до толщины цементированного сло  0,7-0,9 мм, закаливают и от-;, пускают распьшители по режимам, аналогичным в примере 1. ,

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как следует из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает эксплуатационную стойкость в 1,13-1,23 раза Bbmie, микротвердость в 1,5-2,24 раза больше, врем  вЕф(ержкй при цементации на глубину 0,7-0,9 мм в 1,12-1,66 раз меньше по сравнению с известными способами.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ

   ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, преимущественно мазутных форiсунок, включающий прессование, спекание заготовок, обработку давлением, их цементацию, термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости мазутных форсунок, обработку давлением цементированных заготовок проводят с усилием 100-300 МПа одновременно с нанесением на заготовку слоя аморфного бора, после обработки давлением проводят дополнительное спекание в засыпке сплава на основе железа типа сормайт, а цементацию заготовок осуществляют при 980-1050°С в течение 6-8 ч в твердом карбюризаторе.

   1 1119776 2