close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10439

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 22C 35/00
B 21D 26/00
СОСТАВ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ЛИТЫХ СТАЛЕЙ
С ПОМОЩЬЮ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВА
(21) Номер заявки: a 20051159
(22) 2005.11.30
(43) 2007.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Андрушевич Андрей Александрович; Чурик Михаил Николаевич; Казаневская Ирина Николаевна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт
порошковой металлургии" (BY)
BY 10439 C1 2008.04.30
BY (11) 10439
(13) C1
(19)
(56) Андрушевич А.А и др. Наноструктурные материалы - 2004: Беларусь-Россия. Материалы III международного
семинара. - Мн., 2004. - С. 146-147.
Ушеренко С.М. Особенности взаимодействия потока микрочастиц с металлами и создание процесса объемного
упрочнения инструментальных материалов: Автореф. дис. - Мн., 1998. С. 10-13, 20-21.
BY a20021040, 2004.
Коршунов Л.Г. и др. ФМиМ. - 2002. Т. 94. - № 1. - С. 90-98.
Зельдович В.И. и др. ФМиМ. -2001. Т. 91. - № 6. - С. 72-79.
SU 703585, 1979.
(57)
Состав для упрочнения литых сталей с помощью энергии взрыва, содержащий наноуглеродный материал и карбид кремния, отличающийся тем, что дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, мас. %:
наноуглеродный материал
6-10
никель
3-5
карбид кремния
остальное.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам
для легирования сталей, и может быть использовано для объемного упрочнения и повышения износостойкости литых изделий с помощью энергии взрыва.
Известен состав для взрывной обработки режущего инструмента из быстрорежущей
стали, включающей порошки карбида хрома, титана, окиси алюминия и никеля [1]. Однако данный состав включает значительное количество дефицитных и дорогостоящих элементов невысокой дисперсности, ограничивающих проникающую способность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является состав для упрочнения литых сталей с помощью энергии взрыва, содержащий
наноуглеродный материал и карбид кремния [2].
Однако известный состав не обеспечивает высокой твердости и стойкости к износу
упрочняемых изделий при введении порошков в объем литых сталей за счет энергии
взрывчатых веществ.
BY 10439 C1 2008.04.30
Задачей данного изобретения является достижение стабильности значений твердости
и износостойкости в обрабатываемых заготовках из литых сталей.
Задача достигается тем, что состав для упрочнения литых сталей с помощью энергии
взрыва, содержащий наноуглеродный материал и карбид кремния, дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, мас. %:
наноуглеродный материал
6-10;
никель
3-5;
карбид кремния
остальное.
Введение нанодисперсных (менее 100 нм) частиц углеродного материала, дисперсионно упрочняет обрабатываемый материал, вызывает образование локальных метастабильных зон повышенной твердости в объеме литого материала. Обработку
предложенным составом осуществляют высокоскоростной струей рабочего вещества
заявляемого состава путем сверхглубокого проникания.
Частицы наноуглеродного материала в процессе импульсной обработки взаимодействуют с частицами SiC, никеля и материалом матрицы, проникают в объем литой матрицы
на глубину нескольких десятков миллиметров, создавая в материале зону повышенной
твердости и износостойкости. При этом из-за их очень высокой дисперсности глубина
проникания в стальную заготовку увеличивается.
Изменение массовой доли SiC позволяет регулировать удельный вес порошкового состава для упрочнения и тем самым уровень свойств обработанного материала. Частицы
никеля в частности при взрывной обработке обволакивают частицы SiC, образуя оболочку
и препятствуя "схватыванию" последних между собой. Благодаря наличию оболочки реализуется подкалиберный эффект, который увеличивает глубину проникания вводимых
частиц.
Из указанных компонентов приготавливают порошковую смесь следующим образом.
Порошки SiC, Ni и наноуглеродного материала берутся в заданной пропорции и смешиваются в механическом смесителе в течение 20-30 минут.
Наноуглеродный материал вследствие очень малых размеров и сверхвысокой проникающей способности является основным упрочнителем, образуя стержень (канал), армирующий литую сталь по объему в направлении распространения ударной волны.
Уменьшение его содержания менее 6 % приводит к резкому падению твердости и износостойкости из-за незначительного изменения структуры, а увеличение содержания более
10 % повышению хрупкости и выкрашиванию обработанного материала, а износостойкость сталей понижается.
При содержании никеля менее 3 % не обеспечивается полное обволакивание твердых
частиц упрочнителя SiC пластичной составляющей никеля, а превышение 5 % снижает
твердость и следовательно износостойкость обработанных стальных заготовок.
Пример.
Из порошков карбида кремния и никеля (63-100 мкм) и наноуглеродного материала
(50-100 нм), взятых в заданных соотношениях были приготовлены порошковые составы
(см. таблицу) путем перемешивания компонентов в механическом конусном смесителе.
Импульсной обработке подвергали заготовки из стали 65Г (ГОСТ 1499-79) ∅ 12 мм и
длиной 60 мм, зарядом аммонита 6ЖВ массой 200 г, с использованием легирующей порошковой струи. С помощью легирующей порошковой струи. После чего заготовки обтачивали, выполняли стандартную термическую обработку (закалка и средний отпуск), а
затем проводили испытания. Одновременно испытывали образцы, обработанные известным составом. Данные, полученные при испытаниях, приведены в таблице.
2
BY 10439 C1 2008.04.30
Состав, свойства обработанных материалов
№
Компоненты, вес. %
Свойства
п/п Наноуглеродный
σв,
Никель
Карбид SiC
НВ
износостойкость
материал
кгс/мм2
Известный состав
1
3
97
45,7
170
1,0
2
5
95
46,8
165
1,0
Предлагаемый состав
3
6
3
91
51,2
180
1,12
4
9
5
86
53,4
185
1,25
5
10
3
87
54,4
190
1,30
Как следует из приведенных в таблице данных, предложенный состав для импульсной
обработки стали 65Г (составы 3 ÷ 5) обеспечивает по сравнению с известными составами
(1 ÷ 2) повышение износостойкости.
Из приведенных данных видно, что использование предложенного порошкового состава по сравнению с известным при объемном упрочнении литых сталей с использованием взрывного легирования повышает твердость и износостойкость на 10-30 %.
При содержании компонентов за границей заявленных пределов износостойкость снижается.
За счет малого количества нанодисперсного углеродного материала стоимость предложенного порошкового состава для легирования сталей возрастает незначительно.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1184284, МПК С 22С 29/00, 32/00, 1985.
2. Андрушевич А.А. и др. Наноструктурные материалы - 2004: Беларусь - Россия. Материалы III международного семинара. - Мн., 2004. - С. 146-147.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
81 Кб
Теги
патент, by10439
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа