SU1726134A1

SU1726134A1 - Method of treatment of powder metallurgy products

Info

Publication number: SU1726134A1
Application number: SU904801968A
Authority: SU
Inventors: Сергей Дмитриевич Терентьев; Дмитрий Ипполитович Словецкий; Виталий Георгиевич Плеханов
Original assignee: Рубцовский проектно-конструкторский технологический институт "Автокузлитмаш"; Институт Нефтехимического Синтеза Им А.В.Топчиева
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1992-04-15

Abstract

Сущность изобретени заключаетс в том, что деталь подвергают электрохимическому травлению, в процессе которого на деталь воздействуют электрическим разр дом . Мощность разр да 0,1-1,5 кВт/см2. Разр д генерируетс в среде с удельной электропроводностью 0,05-0,2 Ом, в течение 0,1-5 мин. 2 табл.The essence of the invention is that the part is subjected to electrochemical etching, during which the part is subjected to electric discharge. Power of discharge is 0.1-1.5 kW / cm2. The discharge is generated in a medium with a specific electrical conductivity of 0.05-0.2 ohms, within 0.1-5 minutes. 2 tab.

Description

Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способам очистки поверхности и химико-термической обработки изделий из порошковых материалов.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to methods for cleaning the surface and chemically heat treating articles from powder materials.

Известно, что при спекании порошков в вакууме поверхностные поры остаютс открытыми . При спекании в защитных атмосферах , а особенно без защитных атмосфер, поверхность пор закрываетс продуктами окислени металлов, вход щих в состав шихты; В св зи с тем, что при последующей химико-термической обработке пористых изделий из порошковых материалов насыщение происходит через поверхности изделий и пор, структура насыщенного сло и его состав резко отличаютс от структуры состава компактных материалов. Поэтому после спекани в защитной атмосфере и без нее необходимо примен ть дополнительные меры по очистке поверхности изделий и раскупориванию пор, т.е. подготовке и активации поверхности перед последующими химико- термическими обработками. Существующие методы механической очистки изделий не позвол ют произвести очистку всей поверхности пор и их открыти . Кроме того, при шлифовании происходит закрытие пор абразивными продуктами.It is known that when sintering powders under vacuum, the surface pores remain open. During sintering in protective atmospheres, and especially without protective atmospheres, the surface of the pores is closed by the oxidation products of the metals that make up the mixture; Due to the fact that during the subsequent chemical heat treatment of porous articles made of powder materials, the saturation occurs through the surfaces of the products and pores, the structure of the saturated layer and its composition are very different from the structure of the composition of compact materials. Therefore, after sintering in a protective atmosphere and without it, it is necessary to apply additional measures for cleaning the surface of the products and uncorking the pores, i.e. preparation and activation of the surface before subsequent chemical and thermal treatments. Existing methods of mechanical cleaning of products do not allow cleaning the entire surface of the pores and opening them. In addition, when grinding, the pores are closed with abrasive products.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ обработки пористых изделий, включающий травление в 20-25%- ном растворе хромового ангидрида в концентрированной фосфорной .кислоте и очистку, которую провод т с наложением ультразвука последовательно в водном рас- творе,аммиака и ацетона с промежуточной промывкой в воде.The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of processing porous products, including etching in a 20-25% solution of chromic anhydride in a concentrated phosphoric acid and cleaning, which is carried out with the application of ultrasound sequentially in an aqueous solution, ammonia and acetone with intermediate washing in water.

Недостатком известного способа вл етс многостадийность очистки, низка производительность, необходимость использовани активных в коррозии и токсичных веществ, а также недостаточное удаление окислов металлов, тормоз щих диффузию при последующей химико-термической обработке.The disadvantage of this method is the multistage purification, low productivity, the need to use active corrosion and toxic substances, as well as insufficient removal of metal oxides, which inhibit diffusion during subsequent chemical-thermal treatment.

Цель изобретени - повышение производительности обработки порошковых материалов и экологических показателей процесса.The purpose of the invention is to improve the processing performance of powder materials and environmental performance of the process.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе обработки порошковых материалов , включающем электрохимическое травление , на обрабатываемую поверхность воздействуют разр дами мощностью N 0,1-1.5 кВт/см , генерируемыми в элект (ЛThe goal is achieved by the fact that in the method of processing powder materials, including electrochemical etching, the treated surface is affected by discharges with a capacity of 0.1–1.5 kW / cm generated in electrons (L

СWITH

х|x |

гоgo

СЬСЬ

GO ЈьGO Ј

ропровод щей водной среде с удельной электропроводностью# 0,05-0,2 в течение 0,1-5 мин.conductive aquatic environment with a specific electrical conductivity of # 0.05-0.2 for 0.1-5 minutes.

Воздействие микроразр дов на обрабатываемую поверхность приводит к восстановлению оксидов, развитию истинной площади поверхности за счет образовани микрократеров, что увеличивает фронт диффузии . Кроме того, процесс характеризуетс высокими экологическими показател ми, так как вместо фосфорной кислоты, хромового ангидрида, аммиака, ацетона используетс водный раствор нетоксичных соединений (К2СОз, NaCI) при комнатной температуре.The impact of micro-discharges on the surface to be treated leads to the restoration of oxides, the development of the true surface area due to the formation of microcraters, which increases the diffusion front. In addition, the process is characterized by high environmental performance, since instead of phosphoric acid, chromic anhydride, ammonia, acetone, an aqueous solution of non-toxic compounds (K2CO3, NaCI) is used at room temperature.

Обработку металлического издели осуществл ют следующим образом.The treatment of the metal product is carried out as follows.

В электролит (водные растворы солей, химически не взаимодействующие с металлом , например К2СОз, NaCI) с заданной удельной электропроводностью погружают деталь и подключают ее к отрицательному полюсу источника тока. Вторым электродом служит погруженна в электролит пластина из нержавеющей стали. После подачи напр жени на границе раздела сред металл - электролит формируетс газова оболочка, в которой осуществл етс электрический разр д определенной мощности. Под действием последнего происходит очистка металла, восстановление оксидов и активаци поверхности. Восстановление оксидов происходит ввиду того, что газова оболочка, образующа с вокруг детали, погруженной в электролит и подключенной к отрицательному полюсу источника тока, состоит преимущественно из водорода. Активаци поверхности заключаетс в том, что воздействие разр дов на поверхность спеченного издели приводит к образованию микрократеров, увеличивающих истинную площадь поверхности, расшир ющую фронт диффузии, что ускор ет проведение последующей химико-термической обработки . Минимальна удельна мощность, необходима дл развити и стабилизации горени разр да, Np 0,1 кВт/см2, а при Np 1,5 кВт/см2 воздействие более мощного разр да вызывает эрозию поверхности детали и изменение ее размеров, что нежелательно/ При 0,05 см наблюдаетс большие потери мощности в объеме электролита при прохождении электрического тока , а использование электролита с% 0,2 нерационально из-за возможности осаждени соли на поверхности детали из раствора и повышенной эрозии детали .An electrolyte (aqueous solutions of salts that are not chemically interacting with the metal, for example K2CO3, NaCI) with a given conductivity, immerse the part and connect it to the negative pole of the current source. The second electrode is a stainless steel plate immersed in the electrolyte. After supplying voltage at the metal-electrolyte interface, a gas envelope is formed in which the electrical discharge of a certain power is carried out. Under the action of the latter, the metal is cleaned, oxides are reduced and the surface is activated. The reduction of oxides takes place in view of the fact that the gas envelope formed around the part immersed in the electrolyte and connected to the negative pole of the current source consists mainly of hydrogen. The activation of the surface lies in the fact that the effect of the discharges on the surface of the sintered product leads to the formation of microcraters that increase the true surface area, which broadens the diffusion front, which accelerates the subsequent chemical and thermal treatment. The minimum specific power required for the development and stabilization of the discharge discharge, Np 0.1 kW / cm2, and at Np 1.5 kW / cm2, the effect of a more powerful discharge causes the erosion of the surface of the part and the change of its dimensions, which is undesirable / At 0, 05 cm, large power losses are observed in the volume of the electrolyte during the passage of electric current, and the use of an electrolyte with% 0.2 is inefficient due to the possibility of salt deposition on the surface of the part from the solution and increased erosion of the part.

Врем 0,1 мин вл етс минимальным дл достижени эффекта обработки, а при воздействии разр да более 5 мин состо ние поверхности измен етс незначительно.A time of 0.1 min is minimal to achieve a treatment effect, and when exposed to a discharge of more than 5 min, the surface condition changes slightly.

Приме р. Деталь - уплотнительное кольцо, изготовленное из порошка марки ЖГР1Д1, 5Х2Н1, спрессованное с усилием 0 250 тс и спеченное методом ТВЧ в течение 35-40 с, подвергали очистке и активации в электролите дл последующей нитроцемен- тации.Primer p. The part — a sealing ring made of ZhGR1D1 brand powder, 5Х2Н1, pressed with a force of 0 250 tf and sintered by the method of HDC for 35–40 s, was subjected to cleaning and activation in the electrolyte for subsequent nitrocementation.

Результаты, полученные при конкрет- 5 ном выполнении обработки при граничных и средних значени х в защищаемых пределах , сведены в табл.1.The results obtained with a specific processing performance at the boundary and average values within the protected limits are summarized in Table 1.

После проведени обработки по прототипу и предлагаемому способу детали были 0 подвергнуты газовой нитроцементации.After processing the prototype and the proposed method, the parts were subjected to gas carbonitriding.

Полученные результаты по глубине нитроцементации , твердости и износным испытани м приведены в табл. 2.The results obtained for the carbonitriding depth, hardness and wear tests are given in Table. 2

Как видно из данных табл. 2, обработка 5 деталей по предлагаемому способу при указанных режимах позвол етувеличить глубину нитроцементационного сло в 1,4-1,5 раза, износостойкость в 1,2-1,4 раза.As can be seen from the data table. 2, the processing of 5 parts of the proposed method under these modes allows for increasing the depth of the carbonitriding layer 1.4-1.5 times, wear resistance 1.2-1.4 times.

Использование предлагаемого способа 0 обработки по сравнению с прототипом повышает производительность обработки порошковых изделий за счет уменьшени числа стадий обработки с трех до одной. Скорость обработки также повышаетс за 5 счет использовани концентрированных потоков энергии и обеспечиваетс качественное и скоростное удаление загр знений, восстановление оксидов, увеличение плотности дислокаций в структуре поверхност- 0 ных слоев металла. Совокупность всех этих признаков приводит к ускорению процесса насыщени , улучшению эксплуатационных характеристик спеченных изделий. Дл проведени способа используют нетоксичные водные растворы.The use of the proposed processing method 0 as compared with the prototype improves the processing performance of powder products by reducing the number of processing stages from three to one. The processing speed is also increased due to the use of concentrated energy fluxes, and high-quality and high-speed removal of contaminants, reduction of oxides, and an increase in the density of dislocations in the structure of surface metal layers are provided. The combination of all these signs leads to an acceleration of the saturation process, improvement of the performance characteristics of sintered products. For carrying out the method, non-toxic aqueous solutions are used.

Claims

Invention Formula

The method of processing powder parts, including electrochemical etching of the workpiece, characterized in that, in order to increase productivity and environmental performance, the workpiece is subjected to an electric discharge of 0.1-1.5 kW / cm generated in the environment during etching. with a specific electrical conductivity of 0.05-0.2 cm for 0.1-5 minutes.

Table

table 2