Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов

Классы МПК:B22F3/14 с одновременным проведением процесса уплотнения и спекания 
C22C1/10 сплавы с неметаллическими составляющими
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-12-27
публикация патента:

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к производству изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов горячим изостатическим прессованием. Гранулами заполняют капсулу и проводят горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке. Оболочку удаляют по всей поверхности заготовки с получением полуфабриката, имеющего тонкие и массивные зоны, и проводят механическую обработку полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%. Углы перехода между тонкой и массивной зонами полуфабриката выполняют радиусом не менее 3 мм. При обработке обеспечивают отношение толщин слоя металла, оставляемого на наружных поверхностях тонкой и массивной зоны под окончательную механическую обработку, не менее 1,4. Проводят термическую обработку и последующую окончательную механическую обработку до размеров готового изделия. Обеспечивается равномерная изотропная микроструктура материала, равномерность механических свойств, повышение прочностных характеристик материала и повышение выхода годного. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности порошковой металлургии жаропрочных никелевых сплавов, и может быть использовано при производстве критических деталей типа дисков и валов для двигателестроения.

Известен способ изготовления изделий (заготовок дисков) из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов, включающий заполнение капсул гранулами, горячее изостатическое прессование капсул с гранулами и последующую термическую обработку заготовок без снятия капсульной стальной оболочки(«Крупногабаритные диски и валы из новых российских гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов для двигателей военных и гражданских самолетов». Автор: Гарибов Г.С. Технология легких сплавов, № 2, 1997).

Стальная капсула, помимо всего прочего, снижает действие термических напряжений при термической обработке. Однако при использовании вышеуказанного способа изготовления изделий невозможно достичь высоких прочностных и жаропрочных характеристик изделий из более высоколегированных никелевых гранулированных материалов вследствие окисления стальной оболочки (капсулы) и образования окалины на поверхности заготовки при термообработке, препятствующей быстрому охлаждению обрабатываемого материала и формированию в нем равномерной изотропной микроструктуры с необходимым размером упрочняющей способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых   сплавов, патент № 2477670 ' фазы и, как следствие, однородности свойств во всем объеме изделий.

Известен способ изготовления изделий из гранулированных никелевых сплавов, включающий заполнение капсул гранулами и горячее изостатическое прессование, при этом удаление оболочки осуществляется в процессе горячего изостатического прессования (RU 2038193 С1, 27.06.1995), принятый в данном случае за прототип.

Однако при изготовлении изделий из высокопрочных высоколегированных никелевых гранулированных материалов нового класса типа ВВП с использованием решения-прототипа обеспечить равномерное быстрое охлаждение при термообработке во всех зонах заготовки под оболочкой и без оболочки (чистый металл) затруднительно, т.к. образующаяся на поверхности оставшейся части стальной оболочки окалина становится изолятором и препятствует охлаждению, что не позволяет обеспечить равномерную изотропную микроструктуру с необходимым размером упрочняющей способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых   сплавов, патент № 2477670 ' фазы и достичь высоких механических характеристик во всем объеме заготовки. При этом существует вероятность образования трещин на границе перехода «оболочка-чистый металл» вследствие не полностью устраняемой разницы термических напряжений в этих зонах. Указанные недостатки приводят к браку изделий и снижению выхода годного при производстве заготовок дисков и валов.

Предлагается способ изготовления изделий из гранул жаропрочных никелевых сплавов, включающий заполнение капсулы гранулами, горячее изостатическое прессование, предварительную обработку с полным удалением оболочки по всей поверхности заготовки, последующую механическую обработку полученного полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%, с выполнением углов перехода между зонами полуфабриката с радиусом не менее 3 мм, исключающим возникновение термических напряжений, термическую обработку и окончательную механическую обработку до размеров готового изделия. При этом отношение толщин оставляемого под окончательную механическую обработку слоя металла на наружных поверхностях тонких и массивных зон должно составлять не менее 1,4.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что удаление стальной оболочки перед термообработкой ведут по всей поверхности заготовки с последующей механической обработкой полученного полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%, с выполнением углов перехода между зонами полуфабриката с радиусом не менее 3 мм, что исключает возникновение термических напряжений, а после термической обработки проводят окончательную механическую обработку до размеров готового изделия. Отношение толщин оставляемого под окончательную механическую обработку слоя металла на наружных поверхностях тонких и массивных зон должно составлять не менее 1,4, что позволяет выровнять скорости охлаждения этих зон полуфабриката при термообработке.

Технический результат - получение равномерной изотропной микроструктуры материала изделия с более мелкой упрочняющей способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых   сплавов, патент № 2477670 ' фазой, обеспечение равномерности механических свойств во всем объеме изделия и достижение повышенных прочностных характеристик материала, исключение вероятности образования термических трещин в материале изделия, повышение выхода годного и, следовательно, снижение расхода дорогостоящих жаропрочных материалов.

Область применения: изготовление критических деталей (компонентов) для двигателестроения авиационной, космической, энергетической, газовой, морской и др. промышленности.

ПРИМЕР. Было изготовлено 3 заготовки диска шифра ДП 712 из гранул высокожаропрочного никелевого сплава ВВ751П методом металлургии гранул.

Заготовки дисков перед термообработкой подвергали предварительной механической обработке в соответствии с параметрами предлагаемого режима (способа), а также по прототипу.

Результаты испытаний механических свойств всех трех заготовок приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы, при испытаниях диска № 1 с отношением объемов материала, равном 5%, и отношением толщин слоев, равном 1,4, распределение механических свойств по объему изделия равномерное, а уровень свойств превышает требования ТУ.

При испытаниях диска № 2 с отношением объемов материала, равном 25%, и отношением толщин слоев, равном 3, наблюдается аналогичная картина.

При испытаниях диска № 3, изготовленного по способу-прототипу, имеют место пониженные свойства материала в зонах, находящихся под оболочкой, а также наличие мелких трещин на ступице в зоне перехода «чистый металл» - «металл под оболочкой».

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достичь более высоких прочностных свойств материала при их равномерном распределении по объему по сравнению с прототипом при изготовлении заготовок дисков из гранул высокопрочного никелевого сплава ВВ751П, а также исключить появление брака заготовок по причине трещинообразования и тем самым повысить выход годного и снизить расход дорогостоящих дефицитных материалов.

По сравнению с прототипом увеличение предела прочности и предела текучести составляет не менее 3,5%.

способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых   сплавов, патент № 2477670

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ изготовления изделий, содержащих тонкую и массивную зоны, из гранулированных жаропрочных никелевых сплавов, включающий заполнение гранулами капсулы, горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке, удаление оболочки по всей поверхности заготовки с получением полуфабриката, механическую обработку полуфабриката до объема, превышающего объем готового изделия не менее чем на 5%, при этом углы перехода между тонкой и массивной зонами полуфабриката выполняют радиусом не менее 3 мм и обеспечивают отношение толщин слоя металла, оставляемого на наружных поверхностях тонкой и массивной зоны под окончательную механическую обработку, не менее 1,4, термическую обработку и последующую окончательную механическую обработку до размеров готового изделия.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2477670

patent-2477670.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B22F3/14 с одновременным проведением процесса уплотнения и спекания 

Патенты РФ в классе B22F3/14:
шихта для изготовления материала для сильноточных электрических контактов и способ изготовления материала -  патент 2523156 (20.07.2014)
наноструктурный композиционный материал на основе чистого титана и способ его получения -  патент 2492256 (10.09.2013)
способ производства изделий из порошковых материалов -  патент 2487780 (20.07.2013)
порошковый износостойкий материал и способ его изготовления -  патент 2472866 (20.01.2013)
способ производства заготовок из быстрозакристаллизованных алюминиевых сплавов -  патент 2467830 (27.11.2012)
способ и система для уплотнения порошковых материалов при формовке бурового инструмента -  патент 2466826 (20.11.2012)
абразивная прессовка из поликристаллического алмаза -  патент 2466200 (10.11.2012)
способ получения листового боралюминиевого композита -  патент 2465094 (27.10.2012)
шихта для композиционного катода и способ его изготовления -  патент 2454474 (27.06.2012)
способ горячего прессования твердых труднодеформируемых порошковых материалов и устройство для его осуществления -  патент 2451576 (27.05.2012)

Класс C22C1/10 сплавы с неметаллическими составляющими

Патенты РФ в классе C22C1/10:
композиционный электроконтактный материал на основе меди и способ его получения -  патент 2525882 (20.08.2014)
литой композиционный материал на основе алюминия и способ его получения -  патент 2516679 (20.05.2014)
способ модифицирования чугуна -  патент 2515158 (10.05.2014)
способ модифицирования чугуна с шаровидным графитом -  патент 2500824 (10.12.2013)
способ получения композиционного материала на основе сплава алюминий-магний с содержанием нанодисперсного оксида циркония -  патент 2499849 (27.11.2013)
литой композиционный сплав и способ его получения -  патент 2492261 (10.09.2013)
способ упрочнения легких сплавов -  патент 2487186 (10.07.2013)
композиционный материал для электротехнических изделий -  патент 2466204 (10.11.2012)
способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана для ионно-плазменных покрытий -  патент 2458168 (10.08.2012)
способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана для плазменных покрытий -  патент 2458167 (10.08.2012)


Наверх