Способ изготовления спеченных изделий

Союз Советскик

Социалистически к

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<,764846 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.04.78 (21).2600415/22-02 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Опубликовано 230980. Бюллетень ¹ 35

Дата опуби;к.,ио изя о;ис.зи«з . 0 (51) М Кп з

В 22 F 3/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5 ) УДК 621. 762. 4 (088.8) В.А, Морозов, А. Н. Батуliv!!, М, Г. М:.:, . -, М. И. Расшнвалкнн и Н.Ф. Аношкин (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изготовления спеченных иэделий.

Известен способ изготовления 5 спеченных изделий, включающий загрузку порошка в контейнер, введение контейнера в герметизирующую оболочку, нагрев, вакуумирование, герметизацию и горячее изостатическое прессование (1) .

Недостатком способа является необходимость специальной операции изготовления оболочки, что снижает производительность и экономичность 15 процесса.

ИэВестен также способ изготовления спеченных изделий, предусматривающий формирование заготовки спеканием, оплавление поверхности заготовки 20 в целях закрытия поверхностных пор,и горячее деформированне заготовки (2) .

Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагае- 25 мому изобретению.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость процесса, связанная с проведением опера ции спекания. Двойной нагрев заготов-30 ки сначала поЛ спекание, а затем для оплавления требует дополнительной нагрузки печного оборудования, что снижает производительность процесса.

С целью упрощения процесса и повышения его производительности при сохранении высоких физико-механических свойств изделий, формирование заготовки осуществляют свободной засыпкой порошка в контейнер и его герметизацией, а горячую обработку давлением — путем горячего изостатического прессования.

Сущность способа заключается в следующем. В раздвижной керамический контейнер, внутренняя полость которого имеет форму иэделия, засыпают дозированную порцию предварительно дегаэированного металлического порошка, запаивают засыпное. отверстие, после чего помещают контейнер в охватывакщий его со всех сторон кольцевой высокочастотный индуктор, состоящий иэ двух или более перекрывакщих одна другую секций. Затем включают высокочастотный генератор, который через индуктор наводит вихревые токи в поверхностном слое засыпанного в контейнер порошка. В результате этот слой по всей пери764846,ферии порции порошка расплавляется на заданную глубину, регулируемую частотой электрического тока. При надлежащем подборе мощности генератора оплавление осуществляется за

3-5. с. После этого генератор от ключают и охлаждают оплавленный слой, кристаллизирующийся в виде сплошной герметичной корочки, содержащей в себе порцию порошка.

Керамическую форму освобождают от индуктора, раздвигают ее и извлекают полученную заготовку, которую затем нагревают и загружают в устройство для горячего изостатического прессования. В процессе прессования оболочка, полученная оплавлением поверхностного слоя порошка, выполняет функции капсулы.

Керамический контейнер снова собирают, вводят в него новую порцию порошка и цикл может быть повторен. 20

Пример. Проводят изготовление спеченных изделий из порошка жаропрочного сплава на основе никеля марки ЭП-741. 30 одинаковых мерных порций порошка засыпают (каждую) 25 в разъемный кварцевый контейнер.,после чего засыпные отверстия занаивают.

Каждый контейнер помещают в охватывающий его со всех сторон многосекционный индуктор, питаемый от генератора переменного тока высокой частоты мощностью 100 кВт. Затем включают генератор, в результате чего поверхностный слой порции порошка, заключенной в контейнер, подвергают последовательному оплавлению. При этом оплавление группы заготовок (15 шт) проводят при частоте тока 90 кГц, а другой группы заготовок - 40 кГц.Время оплавления во всех случаях составляет 1 мин. После выключения генера-- 40 тора одну часть заготовок каждой группы подвергают охлаждению на воздухе до затвердевания оплавленной корочки, а другую часть — в горячем масле. 45

По завершении охлаждения отбирают для исследования заготовки, соответствующие каждому варианту вышеуказанных режимов. Проверяют глубину проплавления корочки, ее механические свойства и плотность. Твердость корочки определяют на прессе

Бринелля, а предел прочности, предел текучести и относительное удлинение — на растяжной машине. Плотность образцов определяют методом гидростатического взвешивания.

Сделанные заготовки, которые охлаждались в горячем масле, подвергают прессованию в лабораторном газостате при температуре 1150 С, под 40 давлением 1500 ати с выдержкой

2-6 ч.

Проведение оплавления заготовки иэ свободно засыпанного порошка упрощает процесс, а осуществление горячего изостатического прессования оплавленной заготовки выравнивает структуру заготовки и обеспечивает высокий уровень механических свойств.

В таблице приведены механические свойства изделия из сплава ЭП-741 после горячего изостатического прессования, проводившегося по режиму: давление 1500 ати, температура

1200 С, время 6 ч.

Поверхностный (23 мм) 120 84 15 140-150

Внутренние 102 80 11,5

100-120

Предлагаемый способ изготовления спеченных изделий имеет следующие преимущества: а) повышение производительности за счет снижения трудоемкости операции изготовления оболочки- капсулы.

Предварительные расчеты с учетом известных показателей трудоемкости изготовления капсул вытачиванием из сплошной заготовки показывают, что использование предлагаемого способа позволит увеличить производительность процесса в целом примерно в 1,3 раза, б) увеличение механической стойкости оболочки в результате достижения наиболее благоприятного сочетания ее прочности и пластичности.

Как вытекает из результатов проведенного лабораторного опробования, прочностные свойства оболочки, полученной предлагаемым способом, повышаются примерно в 3 раза, а пластичность сохраняется на приемлемом уровне.

Кроме того, плотность материала оболочки, полученной оплавлением, примерно на 6% выше плотности оболочки, изготовленной вытачиванием.

Это способствует повышению качества компактированных изделий.

Существенное преимущество предложенного способа заключается также в идентичности материала оболочки и засыпанной в нее порции порошка, что в свою очередь позволяет повысить качество иэделий эа счет предотвращения образования инородных включений в их поверхностном слое.

764846

Формула изобретения

Составитель Л. Гомаюнова

Редактор Е. Полионова Техред А. Ач Хорректор И. Куска

Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6395/10

Филиал OIIO "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4

Способ изготовления спеченных изделий, включающий формирование заготовки из порошка, оплавление ее поверхностного слоя и горячую обработку давлением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его производительности при сохранении высоких физико-механических свойств иэделий, формирование заготовки осуществляют свободной засыпкой порошка в контейнер и его герметизацией, а горячую обработку давлением - путем горячего иэостатического прессования.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 465272, кл. В 22 F 3/14, 1975.

2. Патент США Р 3740215, кл. 75-208, опубл. 1973.