[go: up one dir, main page]

SU1726131A1 - Способ изготовлени спеченных изделий из металлических порошков - Google Patents

Способ изготовлени спеченных изделий из металлических порошков Download PDF

Info

Publication number
SU1726131A1
SU1726131A1 SU904810814A SU4810814A SU1726131A1 SU 1726131 A1 SU1726131 A1 SU 1726131A1 SU 904810814 A SU904810814 A SU 904810814A SU 4810814 A SU4810814 A SU 4810814A SU 1726131 A1 SU1726131 A1 SU 1726131A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
stearic acid
minutes
ligature
powder
mixture
Prior art date
Application number
SU904810814A
Other languages
English (en)
Inventor
Игорь Николаевич Тарусов
Геннадий Рувимович Фридман
Валерий Михайлович Горохов
Евгений Владимирович Звонарев
Марина Евгеньевна Чавыкина
Генрих Викентьевич Петровский
Нина Львовна Подкопаева
Игорь Леонидович Моисеенко
Сергей Борисович Рабушко
Original Assignee
Белорусское Республиканское Научно-Производственное Объединение Порошковой Металлугии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белорусское Республиканское Научно-Производственное Объединение Порошковой Металлугии filed Critical Белорусское Республиканское Научно-Производственное Объединение Порошковой Металлугии
Priority to SU904810814A priority Critical patent/SU1726131A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1726131A1 publication Critical patent/SU1726131A1/ru

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к способам изготовлени  спеченных изделий из металлических порошков, преимущественно медных. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что изготавливали издели  из порошка меди марки МПС-1. В подогреваемом смесителе приготовили лигатуру с 5% стеариновой кислоты при 60°С и времени смешивани  30 мин и просе ли ее при 15°С. Приготовили шихту путем смешивани  порошка с лигатурой до содержани  стеариновой кислоты 0,3% при 20°С за 15 мин. Прессовали шихту до плотности 80% относительно теоретической и спекали предварительно при 350°С в течение 60 мин и окончательно при 950°С в течение 90 мин. 1 з.п.ф-лы, 3 табл. HJb. Ё

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к способам изготовлени  изделий из медных порошков.
Способ может найти применение в электротехнической промышленности, машиностроении и других отрасл х народного хоз йства дл  изготовлени  коррозионно- стойких изделий с высокой плотностью и низким электрическим сопротивлением.
Известен способ изготовлени  изделий из порошков меди путем смешивани  порошка меди со стеаратом цинка, прессовани  и спекани .
Однако заготовки из меди, изготовленные по данному способу, имеют низкие физико-механические свойства. Это св зано с тем, что стеарат цинка имеет высокую температуру испарени , взаимодействует с медью и плохо удал етс  из спекаемого материала .
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  способ изготовлени  изделий из металлических порошков, включающий смешивание металлического порошка с порошком стеариновой кислоты в качестве смазки, прессование, спекание.
Оптимальное содержание смазки 0,5- 1,0%. Однако в случае присадок стеариновой кислоты в виде грубозернистого порошка расход его в 3 раза больше, чем оптимальный. Стеаринова  кислота поставл етс  в виде крупных гранул (комков) размером более 5 мм. Введение ее в таком виде не обеспечивает эффективности действи  ее как смазки в силу того, что большие комки стеариновой кислоты при небольшом ее количестве (0,5-1,0%), распредел  сь в шихте, обуславливают наличие значительных обье- мов порошка (сравниваемых с размерами прессуемых деталей) без смазки. Из-за этоVI ю о
го резко возрастает внешнее трение при прессовании, будут образовыватьс  задиры на пресс-форме, может произойти заклинивание пуансонов и резко ухудшитьс  качество поверхности прессуемых деталей, могут по витьс  трещины. Кроме того, если стеаринова  кислота и имеетс  в объеме прессуемого порошка, на месте залегани  крупных гранул кислоты в результате их выгорани  при спекании будут образовывать- с  близкие к ним по размерам поры и раковины, что ведет к снижению физико-механических свойств и браку.
Из практики прессовани  и спекани  известно, что чем меньше размер частиц вводимого в виде порошка смазочного материала , тем более эффективно его действие при прессовании и тем меньшее отрицательное вли ние он оказывает на свойства после спекани . Как правило, раз- мер частиц порошка смазочного материала должен быть соизмерим с размером частиц прессуемого металлического порошка. Так, при прессовании порошка меди по аналогу в него добавл ют порошок стеарата цинка с размером частиц менее 0,050 мм (таков средний размер частиц медного порошка).
Дл  получени  стеариновой кислоты в виде порошка ее гранулы (комки) можно протереть через сито. Однако практика по- казывает, что минимальный размер  чеек сита, через которые удаетс  получить порошок кислоты в достаточно больших количествах , требуемых дл  производства, составл ет примерно 1 мм. При меньших размерах  чеек последние забиваютс  протираемой массой, что делает невозможным получение порошка. Таким образом можно получить порошок стеариновой кислоты с размером частиц 1 мм и ввести его в метал- лический порошок, как это делаетс  по прототипу . Однако в том случае, когда стеаринова  кислота вводитс  в виде грубозернистого порошка, расход ее в три раза больше, т.е. 1,5-4,5%.
Это св зано с необходимостью не только равномерного распределени  смазки, но и достаточного количества ее частиц в объеме порошка дл  обеспечени  надежной смазки.
Однако, как показывают эксперименты, введение такого количества стеариновой кислоты существенно снижает физико-механические свойства спеченной меди.
Цель изобретени  - повышение физи- ко-механических свойств и качества поверхности деталей.
Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе, включающем смешивание порошка со стеариновой кислотой в
количестве 0,3-1 %, прессование, спекание, металлический порошок смешивают с 5- 10% стеариновой кислоты при в течение 30-90 мин, просеивают при 50- 15°С. Полученную лигатуру смешивают в течение 15-30 мин с порошком меди из расчета получени  шихты с содержанием 0,3-1,0% стеариновой кислоты, прессуют заготовки до плотности 73-80%, предварительно спекают при 350-500°С в течение 20-60 мин и окончательно спекают при 950- 1050°С в течение 20-90 мин.
Приготовление лигатуры с содержанием стеариновой кислоты более 10% нецелесообразно , так как стеаринова  кислота в этом случае плохо перемешиваетс  и комку- етс . При остывании полученна  лигатура сильно склеиваетс  и обладает плохой текучестью .
Приготовление лигатуры с меньшим (5%) содержанием стеариновой кислоты экономически невыгодно, так как дл  приготовлени  необходимого количества шихты будет требоватьс  большое количество лигатуры . Это снижает производительность технологического процесса при получении лигатуры и требует дополнительных затрат.
Перемешивание стеариновой кислоты с медью в течение 90 мин и при 80°С позвол ет получить лигатуру без комков с равномерным распределением стеариновой кислоты по объему. Перемешивание в течение более 90 мин и при более 80°С нецелесообразно , так как дл  равномерного перемешивани  лигатуры достаточно 90 мин и 80°С.
Перемешивание стеариновой кислоты с медью в течение менее 30 мин не позвол ет равномерно перемешать лигатуру. Температура перемешивани  ниже 60°С не обеспечивает разрушени  крупных комков стеариновой кислоты и ее равномерного распределени . Просеивание лигатуры при более 50°С невозможно, так как она склеиваетс . Просеивание при ниже 15°С нецелесообразно , так как лигатура застывает и плохо просеиваетс , что требует дополнительного перетирани  массы, а следова- тельно аедет к дополнительным затратам.
Использование шихты при прессовании заготовок с содержанием стеариновой кислоты менее 0,3% неэффективно. Шихта схватываетс  со стенками рабочего инструмента и плохо прессуетс . Рабочий инструмент быстро выходит из стро .
Введение в медь более 1 % стеариновой кислоты значительно снижает физико-механические свойства спеченной меди. Врем  смешивани  менее 15 мин недостаточно дл  качественного перемешивани  меди с лигатурой и получени  однородной шихты. Смешивание меди и лигатуры в течение 30 мин позвол ет получить шихту с равномерным распределением лигатуры. Дальнейшее повышение времени смешивани  качества перемешивани  не улучшает. Прессовки с плотностью менее 73% имеют после спекани  низкую плотность и механические свойства . Прессовки с плотностью более 80% при спекании разбухают, так как при такой плотности повышаетс  дол  закрытых пор, что значительно затрудн ет выход газообразных продуктов разложени  стеариновой кислоты. Прессование шихты до плотности выше 80% приводит также к налипанию шихты на рабочий инструмент и его заклиниванию . Предварительное спекание при менее 350°С не позвол ет полностью удалить пластификатор. Предварительное спекание при выше 500°С приводит к быстрой усадке прессовки и образованию закрытых пор при неполностью удаленном пластификаторе , что обуславливает ухудшение условий разложени  смазки и защемлени  газообразных продуктов ее разложени . Это приводит к разбуханию спекаемой прессовки и снижению ее механических свойств.
Врем  предварительного спекани  менее 20 мин недостаточно дл  полного удалени  пластификатора. Врем  предварительного спекани  более 60 мин нецелесообразно, так как снижаетс  производительность технологического процесса, не обеспечива  улучшени  спекани . Спекание прессовок при менее 950°С и менее 20 мин не позвол ет получать высокие физико-механические свойства спеченных прессовок. Спекание прессовок при более 1050°С приводит к оплавлению прессовок, так как из-за погрешности и инерционности регулирующей аппаратуры возможно превышение температур плавлени  меди на поверхности прессовок. Спекание в течение 90 мин позвол ет получать высокие механические свойства материала, а дальнейшее увеличение времени спекани  не приводит к их существенному повышению.
Способ осуществл ют следующим образом .
Порошки смешивают с 5-15% стеариновой кислоты при 50-90°С в течение 20- 90 мин, просеивают при 10-60°С. Полученную лигатуру смешивают с порошком меди из расчета получени  шихты с содержанием 0,1-1,2% стеариновой кисло- гы, в течение 10-40 мин прессуют цилиндрические заготовки до плотности 70-85%. Прессовки предварительно спекают при 250-600°С в течение 10-60 мин и окончательно спекают при 850-1070°С в течение 10-100 мин.
Результаты исследований приведены в табл. 1-3.
Дл  исследований использовали порошок меди марки ПМС-1.
Приготовление лигатуры осуществл ют в подогреваемом смесителе. Подогрев смеси осуществл етс  и другими методами, на0 пример за счет механического трени  шихты в лопастном смесителе. Равномерность распределени  стеариновой кислоты в шихте определ ют методом отбора проб дл  химического анализа и визуально.
5 Прессовки спекают в защитной атмосфере .
Из примера 1 табл. 1 видно, что температура смешивани  50°С недостаточна дл  получени  лигатуры с равномерным распре0 делением стеариновой кислоты. Содержание стеариновой кислоты в различных участках шихты после просева неравномерное и колеблетс  от 1 до 0,1%. Во врем  просеивани  больша  часть стеариновой
5 кислоты в виде комков была удалена из шихты .
Из примера 2 видно, что врем  смешивани  20 мин недостаточно дл  получени  однородной шихты. Содержание стеарино0 вой кислоты колеблетс  от 10 до 0,1%.
В примерах 3 и 4 в табл. 1 приведены оптимальные режимы смешивани  (предлагаемый способ) стеариновой кислоты с медью при приготовлении лигатуры. Л игату5 ра после просева в виде порошка с равномерным распределением стеариновой кислоты. Количество введенной стеариновой кислоты соответствует количеству стеариновой кислоты,полученной в просе нной
0 лигатуре.
В примере 6 низка  температура лигатуры при просеивании приводит к схватыванию шихты и затрудн ет ее просев. Высока  температура смешивани  (90°С, пример 8)
5 приводит к выгоранию стеариновой кислоты и отвердению лигатуры.
Из примера 5 видно, что высока  температура просеивани  (60°С) приводит к слипанию частиц и невозможности их
0 просе ть, лигатура склеиваетс  и застывает в виде комков.
В примере 7 также из-за большого количества стеариновой кислоты в шихте лигатура не просеиваетс , а при охлаждении
5 застывает в виде комков.
Смешивание лигатуры с порошком меди (табл, 2) в течение 10 мин (примеры 1 и 6) не позвол ет получить шихту с равномерным распределением стеариновой кислоты. Дальнейшее смешивание в течение 15, 30 и
40 мин (примеры 2-5) позвол ет получить шихту с равномерным распределением стеариновой кислоты.
Смешивание в течение 30 мин гарантирует качественное смешивание шихты, поэтому дальнейшее смешивание не имеет смысла и удлин ет технологический процесс .
На основании изложенного можно сказать , что лигатура с 5-10% стеариновой кислоты (примеры 3 и 4, табл. 1)  вл етс  оптимальной дл  получени  шихты с 0,1- 1,2% стеариновой кислоты. Врем  смешивани  лигатуры 30-90 мин, температура смешивани  60-80°С, температура просеивани  15-50°С  вл ютс  оптимальным дл  получени  качественной лигатуры. Получение качественной однородной шихты возможно при смешивании лигатуры и меди в течение 15-30 мин (примеры 2-4, табл. 2).
В табл. 3 (примеры 4 и 5) приведены свойства заготовок, полученных по предлагаемому способу. По этим режимам получены наиболее высокие физико-механические свойства спеченной меди, Из примера 1 и 2 видно, что введение 0,1% стеариновой кислоты приводит к заклиниванию рабочего инструмента при прессовании, введение 1,2% стеариновой кислоты снижает физико-механические свойства изделий. Наиболее оптимальным  вл етс  0,3-1% стеариновой кислоты в шихте. Из примера 3 видно, что увеличение времени спекани  до 100 мин не приводит (по сравнению с примерами 4 и 5) к увеличению прочности материала.
Увеличение плотности исходных прессовок в примере 6 до 85% приводит к разбуханию прессовок после спекани  и их короблению. Снижение плотности прессовок до 70% (пример 7) вызывает падение свойств заготовок. Дл  достижени  высоких свойств в изделии оптимальной  вл етс  исходна  плотность прессовок, лежаща  в пределах 73-80%. Увеличение температуры предварительного спекани  до 500°С снижает механические свойства заготовок(пример 8). Снижение температуры предварительного спекани  до 250°С, уменьшение времени предварительного спекани  до 10 мин (примеры 9 и 10) вызывает рост, разбухание прессовок, коробление их, образование газовых пузырей и раковин, что недопустимо. Низка  температура окончательного спекани  (пример 11) снижает свойства издели  после спекани . Превышение температуры окончательного спекани  до 1070°С (пример 19) приводит к оплавлению заготовок и следовательно неисправимому браку. Недостаточное врем  окончательного спекани  (10 мин, пример
13) не позвол ет сформировать прочный межчастичный контакт и снижает свойства заготовок. На основании изложенного оптимальными режимами дл  получени  высоких свойств в заготовках  вл ютс  (примеры 4 и 5) температуры предварительного спекани  350-500°С, врем  предварительного спекани  20-60 мин, температура окончательного спекани  950-1050°С, врем  окон0 чательного спекани  20-90 мин. Оптимальное содержание стеариновой кислоты 0,3-1%.
Следует отметить, что оптимальные режимы получени  заготовок (предлагаемый
5 способ) из порошка меди приведены в формуле изобретени  и примерах 3 и 4(табл. 2), 2 и 4 (табл. 2) и 4 и 5 (табл. 3) должны рассматриватьс  и примен тьс  в совокупности . Отклонение одного из параметров
0 приведенных оптимальных режимов от нормы приводит либо к снижению физико-механических свойств, либо к по влению брака. По способу-прототипу (табл. 3, примеры 14-17) заготовки получали следующим об5 разом.
Протирали стеариновую кислоту через сита с размерами  чеек 0,05 и 1 мм. Протереть стеариновую кислоту через сито 0,05 мм не удалось. Сито забивалось стеари0 новой кислотой. Порошок меди смешивали с 0,3-3% стеариновой кислоты, протертой через сито 1 мм. Далее все операции проводили как в предлагаемом способе.
Прессование шихты, полученной по
5 способу-прототипу, содержащей 0,3-1% стеариновой кислоты, протертой через сито 1 мм, показало, что заготовки имеют задиры на поверхности, а рабочий инструмент заклинивает (примеры 14 и 15, табл. 3). Это
0 говорит о том, что стеаринова  кислота с размером частиц 1 мм в количестве 0,3-1 % не обеспечивает необходимое содержание частиц в объеме меди, обеспечивающее устранение заклинивани  рабочего инстру5 мента и образование задиров на поверхности прессованных заготовок.
Введение 1,5-3% стеариновой кислоты, протертой через сито 1 мм, позволило прессовать заготовки с чистой гладкой поверх0 ностью без заклинивани  рабочего инструмента. Введение 1,5-3% стеариновой кислоты (примеры 16и 17) предотвращает налипание меди на рабочий инструмент, но снижает ее физико-механические свойст5 ва по сравнению с предлагаемым способом. Предлагаемый способ позвол ет в процессе смешивани  измельчать вводимую стеариновую кислоту и более равномерно распредел ть ее по объему прессовки, что дает возможность прессовать шихту с содержанием стеариновой кислоты 0,3-1% без заклинивани  пуансонов и образовани  задиров на поверхности прессовок.
Предлагаемые оптимальные режимы прессовани , предварительного и оконча- тельного спекани  способствуют удалению стеариновой кислоты из заготовок и получению спеченных заготовок с качественной гладкой поверхностью и высокими физико- механическими свойствами (примеры 4 и 5, табл. 3) по сравнению с прототипом (примеры 14-17, табл. 3). Вместе с повышением качества поверхности и физико-механических свойств предлагаемый способ позвол ет снизить расход стеариновой кислоты сЗ до1%.

Claims (2)

  1. Формула изобретени  1. Способ изготовлени  спеченных изделий из металлических порошков, преиму- щественно медных, включающий
    смешивание порошка со стеариновой кислотой , прессование полученной шихты и спекание, отличающийс  тем, что, с целью повышени  физико-механических свойств и качества поверхности, смешивание осуществл ют в два этапа: сначала смешивают порошок с 5-10% стеариновой кислоты при 60-80°С до получени  лигатуры, а затем порошок смешивают с лигатурой до получени  шихты с содержанием 0,3-1,0% стеариновой кислоты, прессуют шихту до плотности 73-80% от теоретической плотности и спекают в два этапа: предварительно при 350-500°С и окончательно при 950-1050°С.
  2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что порошок меди смешивают со стеариновой кислотой в течение 30-90 мин, а с лигатурой - 15-30 мин, предварительное спекание осуществл ют 20-60 мин, а окончательное - 20-90 мин.
    Приготовление лигатуры
    Таблица 1
    Приготовление шихты
    Таблица2
    Таблица 3
SU904810814A 1990-01-30 1990-01-30 Способ изготовлени спеченных изделий из металлических порошков SU1726131A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810814A SU1726131A1 (ru) 1990-01-30 1990-01-30 Способ изготовлени спеченных изделий из металлических порошков

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810814A SU1726131A1 (ru) 1990-01-30 1990-01-30 Способ изготовлени спеченных изделий из металлических порошков

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1726131A1 true SU1726131A1 (ru) 1992-04-15

Family

ID=21506440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904810814A SU1726131A1 (ru) 1990-01-30 1990-01-30 Способ изготовлени спеченных изделий из металлических порошков

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1726131A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5799386A (en) * 1994-10-24 1998-09-01 Ivoclar Ag Process of making metal castings

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Давыденкова А.В., Радомысельский И.Д. Получение и свойства конструкционных деталей из порошков меди и ее сплавов. Порошкова металлурги , 1982, №3, с, 47. Федорченко И. М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. - Киев, 1963, с. 150. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5799386A (en) * 1994-10-24 1998-09-01 Ivoclar Ag Process of making metal castings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0310115B2 (en) Iron base powder mixture and method
AT509613B1 (de) Verfahren zur herstellung von formköpern aus aluminiumlegierungen
CN1708372A (zh) 金属注模材料以及金属注模法
GB2149067A (en) Pellets and shot and their manufacture
JP4748915B2 (ja) アルミニウム物体及びアルミニウム合金物体の製造方法
JPH01219101A (ja) 粉末冶金用鉄粉およびその製造方法
EP3778936A1 (en) Oxide ore smelting method
EP0392405B1 (de) Verfahren zum Entwachsen und zur Verbesserung der Eigenschaften spritzgegossener Metallteile
DE1583742B2 (de) Verfahren zum Herstellen fließfähiger Metallpulver und so hergestelltes granuliertes Karbonylmetallpulver
EP2022582A1 (en) Process for producing spherical titanium alloy powder
CA1233679A (en) Wrought p/m processing for prealloyed powder
SU1726131A1 (ru) Способ изготовлени спеченных изделий из металлических порошков
EP0821639B1 (de) Verfahren zur herstellung von formkörpern
JP3325390B2 (ja) 圧縮成形と焼結による部品製造のための金属粉末並びに該粉末の製造方法
EP0232246B1 (de) Verfahren zur Herstellung von für die Pulvermetallurgie geeigneten Eisenpulvern aus feinem Eisenoxidpulver durch Reduktion mit heissen Gasen
JP7324445B2 (ja) 廃棄鉄系金属粉末・廃棄プラスチック成形体及びその製造方法
CA1233678A (en) Wrought p/m processing for master alloy powder
DE69523036T2 (de) Verfahren zur Herstellung fliessfähigen Wolfram/Kupfer Verbündpulver
JPS6227503A (ja) 薄板状金属焼結部材の製造法
JPH032335A (ja) チタン粉末又はチタン合金粉末燒結品の製造方法
DE3723998C2 (ru)
WO2018233887A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von stückigem aufgabegut aus metall
JPS6227502A (ja) 棒状金属焼結部材の製造法
JPH04218628A (ja) 貴金属焼結体及びその製造方法
JPH07278693A (ja) タングステン基焼結重合金の製造方法