СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПЛОТНЫХ СТРУЖКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к способу изготовления порошковых материалов на основе стружки медных сплавов горячей штамповкой нагретых пористых порошковых заготовок.

Известен способ изготовления высокоплотных материалов путем горячей штамповки нагретых стружковых брикетов (Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок. - М.: Металлургия, 1968. - 216 с.)

Данный способ позволяет изготавливать высокоплотные порошковые материалы (пористость менее 3%), однако полученные таким способом брикеты используют для переплава, т.к. прочность материала низкая.

Известен способ изготовления порошковых высокоплотных материалов методом перекрестного прессования (Захарян И.В. Исследование процессов уплотнения металлического порошка. - Новочеркасск: НПИ, 1973. - 323 с.). Способ включает проведение перекрестного холодного прессования, состоящего из операций осевого прессования и поперечного, в направлении, перпендикулярном первоначальному, и последующее спекание заготовок.

Данный способ позволяет снизить пористость порошкового материала, однако не позволяет изготавливать высококачественные изделия из стружки, т.к. отсутствует операция горячего доуплотнения.

Наиболее близкий способ - способ изготовления высокоплотных спеченных изделий (его варианты) (А.с. №1049184 СССР, МКИ B 22 F 3/02 B 22 F 3/14. Способ изготовления высокоплотных спеченных изделий (его варианты) /Новочерк. политехн. ин-т., №3464306/22-02; заявл. 07.07.82; опубл. 23.10.83, Бюл. №39. Дорофеев Ю.Г., Малеванный А.И., Мирошников В.И., Сергеенко С.Н., Симилейский Б.М.).

Способ заключается в формовании заготовки, спекании, нагреве и последующей горячей штамповке в две стадии: осевая и поперечная, в направлении, нормальном к осевому.

Данный способ, позволяющий изготавливать качественные изделия трубчатой формы, однако способ характеризуется низким качеством материала при получении изделий на основе стружки.

Решаемая задача: повышение качества низкопористых горячедеформированных изделий при утилизации стружки цветных металлов.

Задача решается путем холодного прессования, спекания, нагрева и поперечной горячей штамповки, причем холодное прессование проводят в две стадии, а именно осевое прессование и поперечное в направлении, нормальном к осевому, при этом после осевого прессования проводят пропитку пористых стружковых заготовок в 10%-ном водном растворе борной кислоты. Технология изготовления образцов представлена на чертеже.

Пример 1. Изготовление стружкового материала производится по следующей технологии: осевое холодное прессование под давлением Р_охп=500 МПа, пропитка образцов в 10%-ном водном растворе борной кислоты в течение 0,5 часа, поперечное холодное прессование под давлением Р_пхп=550 МПа, спекание в защитной среде диссоциированного аммиака с добавкой в засыпку 1% NH₄Cl при температуре 850°С в течение 2,5 часа, нагрев в защитной среде под горячую штамповку в среде диссоциированного аммиака до 850-870°С в течение 20 минут и последующую поперечную горячую штамповку. Стружковый материал после спекания имел пористость 12-14%, прочность при испытаниях на срез спеченных материалов составила 32 МПа, а горячедеформированных 123 МПа.

Пример 2. Технология изготовления стружкового материала включает следующие операции: осевое холодное прессование под давлением Р_охп=500 МПа, пропитка образцов в 10%-ном водном растворе борной кислоты в течение 0,5 часа, поперечное холодное прессование под давлением Р_пхп=550 МПа, спекание в защитной среде диссоциированного аммиака с добавкой в засыпку 1% NH₄Cl при температуре 850°С в течение 2,5 часа, нагрев в защитной среде под горячую штамповку в среде диссоциированного аммиака до 800-820°С в течение 20 минут и последующую поперечную горячую штамповку. Стружковый материал после горячей штамповки имел пористость 2-3%, прочность при испытаниях на срез составила 108 МПа.