close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3421

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3421
(13)
C1
(51)
(12)
6
C 23C 4/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ДЕТАЛЕЙ
НАПЫЛЕНИЕМ
(21) Номер заявки: a 19980098
(22) 1998.02.04
(46) 2000.06.30
(71) Заявитель:
Белорусская
государственная
политехническая академия (BY)
(72) Авторы: Соколов Ю.В., Ситкевич М.В., Залужный
Г.И., Попок Д.А., Ворошнин А.Л. (BY)
(73) Патентообладатель:
Белорусская
государственная политехническая академия (BY)
(57)
Способ получения формообразующих деталей напылением, включающий изготовление формообразующей модели, наложение на нее электромагнитного поля, напыление на модель стального порошкового материала c получением детали, извлечение модели из напыленной детали и термоoбpaботку детали при
температуре 250-450 °С, отличающийся тем, что перед термообработкой на внутреннюю полость детали
наносят слой диффузионноактивной обмазки, термообработку осуществляют в режиме термоциклирования,
причем нижнюю температуру цикла выбирают в интервале на 100-150 °С выше температуры критической
точки Аr1, а верхнюю температуру цикла - на 150-200 °С выше температуры критической точки АС3.
(56)
1. А.с. СССР 1013510, 1978.
2. Бельский Е.И., Ситкевич М.В., Понкратин и др. Химико-термическая обработка инструментальных материалов. - Мн.: Наука и техника, 1986. - С. 61-95.
3. SU 1788756 A1, MПK C 21D 1/78, C 23C 4/12, 1997.
4. Шмагин Л.М. Исследование и разработка меченных антифрикционных материалов на железной основе
/ Дис. канд. техн. наук. - Мн., 1975. - С. 168.
5. Бельский Е.И., Цымбалюк А.А. Автоматическая установка для испытаний на разгаростойкость // Заводская лаборатория. - 1965. - № 5.- С. 38-40.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению формообразующих деталей напылением и химико-термической обработке для повышения их свойств.
Известен способ получения изделий напылением на модель, подвергнутую диффузионному борированию
[1]. Однако в результате использования данного способа улучшаются технические характеристики и свойства модели, что хотя и увеличивает точность полученных напылением деталей, но не повышает их свойств.
Известен способ получения стальных деталей с повышенными показателями твердости и износостойкости поверхностных слоев за счет их комплексного химико-термического насыщения в тонком слое диффузионноактивной обмазки специального состава, наносимой на формообразующие рабочие поверхности
деталей [2].
Однако данный способ рассчитан на длительное высокотемпературное (900-1000 °С) химикотермическое упрочнение компактных материалов, например стальных деталей, полученных из литых или
кованных заготовок. В то же время данным способом нецелесообразно подвергать диффузионному насыщению напыленные стальные детали с пористой структурой (пористость является неизбежным следствием изготовления данных деталей напылением порошковых компонентов на модель).
Известен способ получения формообразующих деталей напылением [3], принятый за прототип, включающий
изготовление формообразующей модели, наложение на нее магнитного поля, напыление на модель порош-
BY 3421 C1
кового материала с получением детали, извлечением модели из напыленной детали и термообработку детали
при температуре 250-450 °С.
Однако напыленные детали, полученные по данному способу, хотя и имеют повышенное сопротивление
хрупкому разрушению, но сохраняют остаточную пористость и обладают относительно низкой износо- и разгаростойкостью поверхностных слоев, что делает невысокой их долговечность в условиях эксплуатации. Основной причиной выхода из строя деталей является изнашивание и разгарные трещины.
Задачей является снижение пористости поверхностных слоев напыленных формообразующих деталей и
повышение их износо- и разгаростойкости.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения формообразующих деталей напылением,
включающем изготовление формообразующей модели, наложение на нее электромагнитного поля, напыление на модель стального порошкового материала с получением детали, извлечение модели из напыленной
детали и термообработку детали при температуре 250-400 °С, согласно изобретению, перед термообработкой на внутреннюю полость детали наносят слой диффузионноактивной обмазки, а термическую обработку
оболочки осуществляют в режиме термоциклирования, причем нижнюю температуру цикла выбирают на
100-150 °С выше критической точки Аrl, а верхнюю температуру цикла - на 150-200 °С выше температуры
критической точки AС3.
В предложенном способе за счет диффузионных процессов из диффузионноактивной обмазки в режиме
термоциклирования происходит залечивание открытых пор в результате образования новых фаз. Образующиеся в поверхностном слое новые фазы имеют повышенную твердость(14-18 ГПа), что обеспечивает существенное повышение износо- и разгаростойкости формообразующих напыленных деталей.
Примеры конкретного выполнения процесса получения формообразующих деталей представлены в таблице.
№
Температуры циклироопыта
вания
5
1
2
3
4
5
6
tнижняя = 840 °C
tверхняя = 1010 °С
tнижняя = 865 °C
tверхняя = 1035 °С
tнижняя = 890 °C
tверхняя = 1060 °С
tнижняя = 815 °C
tверхняя = 985 °С
tнижняя = 915 °C
tверхняя = 1085 °С
Прототип tнагреава = 250450 °С
Кол-во циклов
до появл. трещ.
Количество циклов при термоциклировании
10
15
5
10
15
5
10
15
Пористость, %
Износ, м
3,70
1,44
1,44
0,0008 0,0005 0,0005
2820
3000
3008
3,50
1,30
1,30
0,0006 0,0004 0,0004
2980
3300
3310
3,60
1,35
1,31
0,0007 0,0005 0,0005
2.800
2900
2900
5,00
2,10
2,07
0,0009 0,0008 0,0008
1460
1600
1620
3,80
1,50
1,44
0,0008 0,0007 0,0007
2300
2400
2405
5,80
0,0019
1100
Значения температур критических точек для стали 10Р6М5 составляют:
Arl = 740 °С
АС3 = 860 °С.
Приведенные в таблице данные свидетельствуют, что при использовании заявленного способа (опыты 1-3)
по сравнению с прототипом при напылении в одинаковых условиях пористость поверхностных слоев напыленных формообразующих деталей ниже, а износо- и разгаростойкость выше.
Пример.
Проводят изготовление формообразующих деталей (матриц пресс-форм) напылением. Модель диаметром
60 мм и высотой 30 мм, изготовленную из стали 5, полируют, подвергают диффузионному хромированию и вновь
полируют. Модель размещают на подвижной части магнитопровода электромагнитного устройства и напыляют на нее порошок стали 10Р6М5 (ТУ 14-1-3851-84). Режимы напыления: сила тока дуги - 300 А; напряжение дуги - 100 В. После напыления модель извлекают из напыленной детали и на ее формообразующую
полость наносят тонкий слой диффузионноактивной боросилицирующей обмазки состава [2] толщиной 23 мм.
Обмазку готовят путем тщательного перемeшивaния карбида бора (60 %), пылевидного кварца (35 %),
фтористого натрия с гидролизованным этилсиликатом (5 %) - оптимальный состав.
После нанесения на напыленную оболочку обмазки проводят термоциклирование по режимам, представленным в таблице.
2
BY 3421 C1
Как видно из таблицы при использовании предлагаемого способа (опыты 1-3) пористость формообразующих деталей ниже, а износо- и разгаростойкость выше, чем в случае использования способа, принятого
за прототип, и у способов за границами температурных параметров термоциклирования (опыты 4-5).
Пористость определяли посредством аналитического анализатора изображения "Omnimet" на глубине
0,2 мм и площади 200х200 мкм.
Износостойкость определяли в условиях сухого трения методом вытирания лунки контртелом на плоскости образца [4].
Исследование разгаростойкости проводили на экспериментальной установке по методике, описанной в
работе [5]. Разгаростойкость материалов определяли по числу циклов до начала появления радиальных трещин.
Предлагаемый способ может быть использован при изготовлении металлообрабатывающей оснастки
(матриц пресс-форм) для производства деталей из алюминиевых сплавов.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
116 Кб
Теги
by3421, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа