Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления выглаживателей

Классы МПК:C22C1/05 смеси металлического порошка с неметаллическим
C22C29/10 на основе карбидов титана
C22C33/02 порошковой металлургией 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-04-12
публикация патента:

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению карбидочугуна с отсутствием пор в объеме сплава, и может быть использовано для изготовления рабочих частей выглаживателей. Способ включает смешивание порошков карбида титана и серого чугуна СЧ20 в объемном соотношении 50 на 50, прессование полученной смеси под давлением 0,5 т, помещение прессовки на дно тигля и нагрев до температуры 1250-1350°С в контакте с размещенным на ней слитком чугуна той же марки, что и порошок, до полного его расплавления, выдержку при этой температуре с одновременным насыщением карбидом титана, частицы которого всплывают в жидком чугуне по мере расплавления слитка, и быстрое охлаждение. Способ позволяет значительно упростить технологию получения беспористого карбидочугуна. 1 пр., 2 табл., 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2511226

способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления   выглаживателей, патент № 2511226 способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления   выглаживателей, патент № 2511226 способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления   выглаживателей, патент № 2511226

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения износостойких композиционных материалов, в частности к способу получения карбидочугуна с отсутствием пор в объеме сплава.

Известно, что карбидостали обладают твердостью, которая соизмерима с твердостью твердых сплавов (см. Гуревич Ю.Г., Анциферов В.Н., Савиных Л.М., Оглезнева С.А., Буланов В.Я. Износостойкие композиционные материалы./ Под ред. Ю.Г. Гуревича. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. - 217 с.). Однако данные материалы получают методами порошковой металлургии, основным недостатком которых является то, что в объеме получаемого изделия имеются поры (свыше 2,0%), что делает непригодным его использование для производства инструмента ввиду того, что поры царапают обрабатываемую поверхность и снижают качество обработки.

Известен способ получения карбидочугуна (см. Пат. 2190681 Российская Федерация, МПК C22C 1/04, C22C 29/10, C22C 33/02, B22F 3/12). Способ получения износостойкого композиционного материала на основе карбида титана (Ю.Г. Гуревич, П.В. Ротермель, Л.М. Савиных, И.М. Ковенский. - № 2000113923/01; заявл. 31.05.2000; опубл. 10.10.2002), основанный на спекании предварительно спрессованной и высушенной в вакуумном шкафу шихты, содержащей порошки карбида титана, чугуна и глицерин. К недостаткам данного способа следует отнести пористость образца, а также значительную трудоемкость и сложность технологии, связанную с необходимостью подготовки порошка, предварительной пропитки и прессования заготовок (Гуревич Ю.Г., Анциферов В.Н., Савиных Л.М., Оглезнева С.А., Буланов В.Я. Износостойкие композиционные материалы./ Под ред. Ю.Г. Гуревича. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. - 217 с.).

Наиболее близким к предложенному является известный заявителю способ получения карбидочугуна, включающий смешивание порошков карбида титана и чугуна и прессование полученной смеси (RU 2190681 C2, C22C 1/04, 10.10.2002) /1/.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии получения беспористого чугуна для выглаживателей.

Предложенный способ отличается от известного из /1/ тем, что смешивают порошки карбида титана и серого чугуна в объемном соотношении 50% на 50%, спрессованную смесь под давлением 0,5 тонны помещают на дно тигля и нагревают до температуры 1250-1350°C в контакте с размещенным на ней слитком, выполненным из чугуна той же марки, что и порошок, до полного его расплавления, осуществляют выдержку при этой температуре в течение 3-5 минут и охлаждают в воде.

В качестве исходных материалов был взят слиток из серого чугуна состава: 3,4% С; 2,2% Si; 0,6% Mn; <0,3% P и <0,3% S, твердостью 140 HB цилиндрической формы диаметром 20 мм и высотой 50 мм и порошок карбида титана (TiC) ТУ 6-09-492-75, состава масс.% 79,30 Ti, 18,78 Cобщ, 0,36 Cсвоб , 1/7 O2 и порошок чугуна такой же марки, что и слиток.

Порошки карбида титана и чугуна смешивались в соотношениях по объему 50 на 50 и прессовались при давлении 0,5 т, прессовку (фиг.1, поз.3) помещали на дно тигля (фиг.1, поз.1), после чего на него засыпали чугунную стружку той же марки, что и порошок чугуна (фиг.1, поз.2), и выдерживали в печи при температуре 1250-1350°C до полного расплавления стружки.

Металлографический анализ показал, что при выдержке 3-5 мин карбид титана не успевает всплывать и остается в объеме сплава (фиг.2). Твердость полученного чугуна составила 58-62 HRC. Результаты эксперимента показаны в таблице.

Нагрев до 1250-1350°C и выдержка, минСмесь чугуна и карбида титана, % Объем карбида, %Твердость, HRC
2 2-3БЧ+3-5% TiC 40-5055-56
34БЧ+10% TiC 7056-60
45 БЧ+10-12% TiC70-80 60-62
5 6БЧ+3-5% TiC50 55-56

Как следует из таблицы, карбидочугун имеет большую твердость при содержании 70-80% карбида титана в смеси, но, как показали эксперименты, при таком содержании карбида смесь имеет большой объем, а карбиды всплывают очень быстро, поэтому был принят состав смеси 50% карбида и 50% чугуна, и время выдержки 5 минут.

Из полученного сплава был изготовлен выглаживатель (см. фиг.3). Эксперименты показали, что шероховатость обработанных выглаживателем из карбидочугуна поверхностей снижалась в среднем в 2-5 раз по сравнению с исходной, что подтверждает применимость способа для производства рабочих частей выглаживателей.

Предлагаемый способ получения материала для изготовления выглаживателей проще и дешевле известных способов, так как не требует:

- подготовки исходного порошка для получения шихты;

- использования глицерина и сушки порошковой смеси:

- позволяет получать беспористую структуру сплава.

Пример осуществления способа получения беспористого карбидочугуна для инструментального композиционного материала (выглаживателя)

1. Порошки серого чугуна и карбида титана (TiC) с размером частиц способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления   выглаживателей, патент № 2511226 6,2 мкм смешивали в мельнице типа «пьяная бочка» в течение 12 часов.

2. Смесь в соотношении по объему 40-80% TiC и 60-20% серого чугуна прессовали под давлением 0,5 тонн, прессовку помещали на дно тигля, после чего на него засыпали чугунную стружку той же марки.

3. Тигель помещали в печь с графитовым нагревателем, нагревали до температуры 1250-1350°C и после полного расплавления шихты выдерживали при этой температуре 3-5 минут и охлаждали в воде. В таблице указаны твердость и состав полученного сплава.

Нагрев до 1250-1350°C и выдержка, минСмесь чугуна и карбида титана, % Объем карбида, %Твердость, HRC
2 2-3БЧ+3-5% TiC 40-5055-56
34БЧ+10% TiC 7056-60
45 БЧ+10-12% TiC70-80 60-62
5 6БЧ+3-5% TiC50 55-56

Как следует из таблицы, карбидочугун имеет большую твердость при содержании 70-80% карбида титана в смеси, но, как показали эксперименты, при таком содержании карбида смесь имеет большой объем, а карбиды всплывают очень быстро, поэтому был принят состав смеси 50% карбида и 50% чугуна, и время выдержки 3-5 минут.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения беспористого карбидочугуна для изготовления выглаживателей, отличающийся тем, что порошки карбида титана и серого чугуна СЧ20, содержащего, мас.%: 3,6 углерода, 2,2 кремния, 0,7 марганца, 0,12 серы, 0,15 фосфора, для исключения пор в материале смешивают в объемном соотношении 50 на 50 и прессуют под давлением 0,5 т, спрессованную смесь помещают на дно тигля и нагревают до температуры 1250-1350°C в контакте с размещенным на ней слитком чугуна той же марки, что и порошок, до полного его расплавления, осуществляют выдержку при этой температуре в течение 3-5 минут и охлаждают в воде.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2511226

patent-2511226.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C22C1/05 смеси металлического порошка с неметаллическим

Патенты РФ в классе C22C1/05:
спеченная твердосплавная деталь и способ -  патент 2526627 (27.08.2014)
композиционный электроконтактный материал на основе меди и способ его получения -  патент 2525882 (20.08.2014)
способ получения поликристаллического композиционного материала -  патент 2525005 (10.08.2014)
шихта для изготовления материала для сильноточных электрических контактов и способ изготовления материала -  патент 2523156 (20.07.2014)
твердосплавное тело -  патент 2521937 (10.07.2014)
способ получения композиционного материала -  патент 2509818 (20.03.2014)
порошковый композиционный материал -  патент 2509817 (20.03.2014)
спеченный материал для сильноточного скользящего электроконтакта -  патент 2506334 (10.02.2014)
наноструктурный композиционный материал на основе чистого титана и способ его получения -  патент 2492256 (10.09.2013)
способ получения изделий из композиционных материалов с наноразмерными упрочняющими частицами -  патент 2485196 (20.06.2013)

Класс C22C29/10 на основе карбидов титана

Класс C22C33/02 порошковой металлургией 

Патенты РФ в классе C22C33/02:
композиция, улучшающая обрабатываемость резанием -  патент 2529128 (27.09.2014)
способ получения диффузионно-легированного порошка железа или порошка на основе железа, диффузионно-легированный порошок, композиция, включающая диффузионно-легированный порошок, и прессованная и спеченная деталь, изготовленная из упомянутой композиции -  патент 2524510 (27.07.2014)
порошковый износо- корозионно-стойкий материал на основе железа -  патент 2523648 (20.07.2014)
способ получения дисперсноупрочненной высокоазотистой аустенитной порошковой стали с нанокристаллической структурой -  патент 2513058 (20.04.2014)
смазка для композиций порошковой металлургии -  патент 2510707 (10.04.2014)
спеченный материал для сильноточного скользящего электроконтакта -  патент 2506334 (10.02.2014)
способ изготовления стали с упрочняющими наночастицами -  патент 2493282 (20.09.2013)
низколегированный стальной порошок -  патент 2490353 (20.08.2013)
порошок на основе железа и его состав -  патент 2490352 (20.08.2013)
способ подготовки порошка на основе чугунной стружки -  патент 2486031 (27.06.2013)

Наверх