Спосіб спікання порошкових пресовок

Способ спекания порошковых прессовок, включающий упаковку прессовок в кон тейнер с плавким герметизирующим затвором, герметизацию его корпуса, собственно процесс спекания, разгерметизацию корпуса контейнера и выгрузку из него готовых изделий, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве плавкого материала герметизирующего затвора используют механическую смесь оксидов алюминия, кремния и бора, взятых в соотношении, мас.%: оксид алюминия 10-40, оксид кремния 5-20, оксид бора 40-80, и непосредственно перед разгерметизацией корпуса контейнера свободный объем лотка его затвора наполняют водой. С > О Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам спекания порошковых прессовок без применения проточных защитных газовых сред в контейнерах С плавким герметизирующим затвором; вместе с тем может быть использовано и при проведении поверхностной химико-термической обработки деталей в герметичных объемах с порошковой реакционной средой, при пайке в безокислительной среде, а также при реализации других аналогичных термических технологических процессов, требующих обязательной организации защиты обрабатываемых деталей от высокотемпературного окисления на протяжении сравнительно продолжительного времени. Известен способ спекания порошковых прессовок (И.М. Федорченко, И.Г Слысь, Л А. Сосновская. Технология спекания металлокерамических материалов без применения проточных газовых сред. "Порошковая металлургия", № 5,1972, с, 2631), сущность которого заключается в использовании контейнера с плавким герметизирующим затвором. В качестве плавкого вещества герметизирующего затвора при этом рекомендуется применять натро- или боросиликатное стекло с указанием на преимущество (с экономической точки зрения) натросиликатного, отвечающего, по своему составу, натросиликатной глыбе - полуфабрикату для получения жидкого стекла. Технологические же операции, составляющие своей совокупностью данный процесс в целом, - загрузка (упаковка) прессовок в контейнер, герметизация корпуса контейнера, как таковая, соб W010 ственмо спекание (подъем температуры, изотермическая выдержка, остывание), раз герметизация корпуса контейнера и выгрузка готовых (спеченных) изделий аналогичные ранее известным способам. Спекание прессовок под плавким герметизирующим затвором часто позволяет, например,, исключить необходимость применения защитных (восстановительных, инертных) газов, в том числе и водорода, требующего особо внимательного к себе отношения, прежде всего с точки зрения техники безопасности. Из ряда широко известных технологических процессов изготовления порошковых изделий использование данного способа спекания позволяет исключить и даже такое сложное и дорогостоящее оборудование как вакуумную печь. Кроме отмеченного, рассматриваемый способ спекания нередко обеспечивает и "чисто технический" положительный эффект представляется возможность полумения изделий с существенно улучшенными характеристиками ряда физико-химических свойств. 5 10 15 20 25 Существенным недостатком данного способа спекания порошковых прессовок является как технологические неудобства, связанные непосредственно с проведением 30 операции, разгерметизации остывшего контейнера, так и последствия неблагоприятного влияния собственно герметизирующего вещества на долговечность службы контейнера. Отмеченное неудобство заключается, 35 гпавным образом, в необходимости предварительного дробления (разупрочнения) твердой массы застывшего герметизирующего вещества в объеме лотка корпуса контейнера перед снятием с него крышки. 40 Собственно же дробление проводят, как правило, с помощью молотка и зубила, что, естественно, отрицательно сказывается на долговечности служби контейнера в целом. Известен способ спекания порошковых 45 прессовок под плавким герметизирующим затвором согласно изобретению "Контейнер для спекания изделий из порошка" (авт. св. СССР № 713660, кл. В 22 F 3/10, 1980), гишенный недостатка вышеописанного спо- 50 соба-анялога. Сущность данного способа заключается в том, что упрощение разборки охлажденного контейнера обеспечивается повторным разогревом застывшего герметизирующего вещества с помощью электри- 55 ческого нагревателя, установленного в обьеме лотка корпуса контейнера. Однако очевиден и недостаток данного способа рост энергозатрат, необходимых для его реализации, а также объективная потребность в наличии нагропптрля R конструкции кон тейнера. По технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близким к предпаїаемому изобретению является техническое решение, облегчающее разборку остьівілего контейнера с плавким герметизирующим затвором, известное из описания изобретения "Плавкий затвор" (авт. св. СССР № 396440, кл. С 23 С 9/02, 1973) и заключающееся во введении в состав герметизирующего затвора контейнера дополнительных компонентов: отработанного карбюризатора и порошковой хромирующей смеси. Целесообразность применения в качестве дополнительных указанных компонентов плавкого затвора обусловлена спецификой конкретного технологического процесса, реализуемого согласно рекомендациям авторов газовое диффузионное хромирование деталей контактным способом в контейнере с плавким герметизирующим затвором. Согласно данному способу компоненты, составляющие композицию плавкого герметизирующего затвора контейнера, располагают послойно в следующем порядке: карбюризатор, хромирующая смесь, натросиликатное стекло. Собственно облегчение разборки контейнера, при этом, обуславливается тем, что "слой отработанного карбюризатора является хорошей границей раздела реакционного пространства и затвора" и, таким образом, становится возможным сравнительно простое отсоединение, а затем и извлечение горизонтального слоя застывшего материала плавкого затвора из общего объема загрузки контейнера. Признаки способа-прототипа, являющиеся общими с таковыми заявляемого изобретения следующие: упаковка обрабатываемых деталей в рабочий объем корпуса контейнера, герметизация корпуса контейнера (размещение компонентов герметизирующего затвора, установка крышки контейнера), собственно термический процесс (нагрев, изотермическая выдержка, охлаждение), разгерметизация корпуса контейнера и выгрузка готовых изделий. Существенным недостатком способапрототипа является ограниченность целесообразности его применения, так как эффективность способа достижима лишь при соблюдении следующих условий: вопервых, при проведении технологического процесса в контейнере, корпус которого не содержит специального лотка для размещения в нем материала плавкого герметизирующего затвора, в связи с чем компоненты последнего и располагают послойно непосредственно в верхней зоне рабочего объема і -••л». ра. При этом слои пр'1сгоно»' между со^ои и іціиоброгло! рояльный смысл вышепрпво от вертикальных стенок упрпусп кон геймера денное утверждение: "слой отработанного изолировали порошком предварительно карбюризатора является хорошей границей прокаленного оксида алюминия. Толщина раздела реакционного пространства и за- 5 слоя оксида алюминия составляла, соогосттрором". Во-вторых, если речь идет именно ственно. примерно (не менее) 5 и 15 мм. Дно о безокислительном нагреве при газовом корпуса контейнера покрывали слоем комдиффузионном хромировании деталей конбинированной засыпки; прокаленный оксид тактным способом. алюминия (не менее 15 мм) - стружка параЗадачей изобретения является усовер- 10 фина (примерно 0,1% массы спекаемых шенствовзние известного способа проведепрессовок) - прокаленный оксид алюминия ния высокотемпературного безокисли(не менее 15 мм). Верхний (последний) ряд тельного нагрева деталей без применения прессовок покрывали слоем прокаленного защитных проточных газовых сред в контейоксида алюминия толщиной не менее 20 мм. нере с плавким герметизирующим затвором 15 Собственно герметизацию контейнера пропутем качественного и количественного подводили следующим образом. Дно лотка забора исходных компонентов плавкого гертвора покрывали слоем (примерно 10 мм) метизирующего материала, помещаемых в прокаленного оксида алюминия, затем обълоток одноименного затвора контейнера, ем лотка (примерно на 0,5 его высоты) заполпри этом отмеченный подбор компонентов 20 няли механической смесью порошкопредполагает обеспечение разупрочнения образных оксидов, мас.%: АІ2О3 - 30; SiO2 ~ массы застывшего материала плавкого за10 и В2О3 - 60, после чего корпус контейнера твора (по окончании процессе нагрева) бланакрывали крышкой, утопляя при этом ее годаря ее взаимодействию с водой, которой торец фартука в массу плавкого материала заполняют свободный объем лотка корпуса 25 затвора, а оставшийся свободный объем контейнера непосредственно перед снятилотка (между фартуком крышки и наружной ем его крышки. Таким образом достигается стенкой лотка) наполняли плавким материапростота снятия крышки с корпуса контейлом затвора заподлицо с верхней поверхнонера, т.е. обеспечивается простота его разстью крышки. Упакованный таким образом борки,повышается долговечность 30 контейнер загружали в рабочий объем наконтейнера и т.д. гревательной печи, где и реализовали собственно процесс спекания прессовок при Поставленная задача решается тем, что температуре 1150°С с изотермической выпри реализации способа спекания порошкодержкой 2 ч. вых прессовок в контейнерах с плавким герметизирующим затвором, включающим 35 По окончанию процесса контейнер при упаковку прессовок в корпус контейнера, температуре примерно 150°С выгружали из герметизацию его, собственно процесс спепечи. Непосредственно перед разгерметикания, разгерметизацию корпуса контейнезацией корпуса контейнера свободную ра и выгрузку готовых изделий, в качестве часть объема его лотка (над поверхностью плавкого материала герметизирующего за- 40 уже застывшего герметизирующего материтвора используют механическую смесь оксиала) заполняли водой. Через 30-45 мин в дов алюминия, кремния и бора, взятых в результате процесса гидратации достигался соотношении, мас.%: АІгОз 10-40; SiO2 5такой уровень размягчения массы застыв20; ВгОз 40-80, а непосредственно перед шего плавкого материала затвора, что изразгерметизацией корпуса контейнера, по 45 влечение из ее объема фартука крышки не окончанию в нем процесса спекания, свободсоставляло никакого труда. ный объем лотка затвора наполняют водой. Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает упрощеПредлагаемый способ спекания порошние операции разгерметизации контейнера ковых прессовок в контейнере с плавким герметизирующим затвором реализован 50 с застывшим материалом плавкого герметизирующего затвора и, при этом, не требуетследующим образом. ся ни дополнительных энергозатрат, ни Прессовки антифрикционных порошкособлюдения каких-либо специфических техвых деталей типа втулок, выполненных из нологических условий, ограничивающих димеханической смеси исходных порошков железа и графита, упаковывали послойно по 55 апазон целесообразности применения изобретения. высоте рабочего объема корпуса контейнеЮріїу'Л КОНІ**ИНОРЛ ИМЕННО ПрИ 01ОМ И 17016 Упорядник Замовлення 4212 Техред М.Моргентал Коректор М.Самборська Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, КиТв-53. Львівська пл.. 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101