способ изготовления металлокерамических порошковых материалов
Классы МПК: | B22F1/02 включающая покрытие порошка B22F3/12 уплотнение и спекание |
Автор(ы): | Дорофеев Юрий Григорьевич (RU), Мирошников Виктор Иванович (RU), Бабец Александр Васильевич (RU), Волжин Дмитрий Борисович (RU), Волхонский Александр Александрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)", ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-06-07 публикация патента:
10.05.2007 |
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлокерамических порошковых материалов на основе пластичной матрицы и твердофазных включений. Способ получения металлокерамических порошковых материалов включает смешивание в высокоэнергетической мельнице шихты, состоящей из твердых и пластичных частиц порошков, прессование и спекание. За счет силового воздействия рабочих тел мельницы пластичные частицы деформируют и одновременно наносят на твердые частицы. Воздействие рабочих тел осуществляют с силой, превышающей предел прочности на сжатие и на сдвиг материала пластичных частиц и не превышающей величину допускаемых напряжений на сдвиг и сжатие материала твердых частиц. Техническим результатом является сокращение времени технологического процесса.
Формула изобретения
Способ получения металлокерамических порошковых материалов, включающий смешивание в высокоэнергетической мельнице шихты, состоящей из твердых и пластичных частиц порошков, прессование и спекание, отличающийся тем, что пластичные частицы деформируют и одновременно наносят на твердые частицы за счет силового воздействия рабочих тел мельницы, при этом воздействие рабочих тел осуществляют с силой, превышающей предел прочности на сжатие и на сдвиг материала пластичных частиц и не превышающей величину допускаемых напряжений на сдвиг и сжатие материала твердых частиц.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при получении металлокерамических порошковых материалов на основе пластичной матрицы и твердой фазы.
Аналогом данного изобретения является способ (Патент RU 02145916 C1), включающий производство твердосплавных металлокерамических изделий и инструментов различного назначения. Способ включает приготовление компонентов шихты, измельчение, смешивание, засыпку шихты в форму, формование и спекание путем нагрева и выдержки при температуре спекания. Согласно одному из вариантов способа после спекания изделия его подвергают подстуживанию до температуры 1250-900°С со скоростью охлаждения не менее 3°С/с до температуры +300°С - (-196°С), после чего изделие подвергают стабилизационному отжигу нагревом до максимальной температуры, составляющей 0,35-0,5 максимальной температуры режима закаливания, затем изделие охлаждают.
Данный способ позволяет получать металлокерамические материалы различного состава и характеризуется большим количеством термических обработок, электрозатрат и временем получения материала.
Наиболее близким прототипом выбран способ получения металлокерамических материалов, включающий смешивание в высокоэнергетическом оборудовании шихты, состоящий из твердых и пластичных частиц порошков, формование пористых заготовок и спекание (US 3623849 А, 30.11.1971, МПК B 22 F 9/00).
Недостатком данного способа является сложность технологии, а также большие затраты на электроэнергию и время получения материала.
Решаемая задача - удешевление технологии и снижение времени получения металлокерамических порошковых материалов.
Задача решается тем, что в известном способе, включающем получение металлокерамических порошковых материалов смешиванием в высокоэнергетической мельнице шихты, состоящей из твердых и пластичных частиц порошков, прессование и спекание, пластичные частицы деформируют и одновременно наносят на твердые частицы за счет силового воздействия рабочих тел мельницы, при этом воздействие рабочих тел осуществляют с силой, превышающей предел прочности на сжатие и на сдвиг материала пластичных частиц и не превышающей величину допускаемых напряжений на сдвиг и сжатие материала твердых частиц.
Пример 1. Технология изготовления металлокерамического материала включает механическое легирование порошков меди (ПМС-1) и никеля (ПНК-УТ1), проводимое в планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров dш=3 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения V вр=310 мин-1 в течение мл=20 ч. Далее следует механическое плакирование (нанесение пластичных частиц на твердые за счет силового воздействия рабочих тел мельницы, при этом воздействие рабочих тел осуществляют с силой, превышающей предел прочности на сжатие и на сдвиг материала пластичных частиц и не превышающей величину допускаемых напряжений на сдвиг и сжатие материала твердых частиц), в планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d ш=3 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) частиц оксида алюминия (АОА-1) частицами медно-никелевого сплава (содержание шихты: Al2O3=50%, Cu-Ni=50%) при частоте вращения Vвр=80 мин-1 в течение пл=5 ч, последующие формование заготовки и спекание в среде диссоциированного аммиака, при температуре спекания tсп=1300°С и сп=3 ч. Полученный металлокерамический материал имел предел прочности на изгиб из=30 МПа.
Пример 2. Технология изготовления металлокерамического материала включает механическое легирование порошков меди (ПМС-1) и никеля (ПНК-УТ1), проводимое в планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d ш=3 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения Vвр=310 мин-1 в течение мл=20 ч. Далее следует механическое плакирование, в планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d ш=3 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1), частиц оксида алюминия (АОА-1) частицами медно-никелевого сплава (содержание шихты: Al2O3=70%, Cu-Ni=30%) при частоте вращения Vвр=80 мин-1 в течение пл=5 ч, последующие формование заготовки и спекание в среде диссоциированного аммиака при температуре спекания tсп=1300°C и сп=3 ч. Полученный металлокерамический материал имел предел прочности на изгиб из=28 МПа.
Пример 3. Технология изготовления металлокерамического материала включает механическое легирование порошков меди (ПМС-1) и никеля (ПНК-УТ1), проводимое в планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d ш=3 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) при частоте вращения Vвр=310 мин-1 в течение мл=20 ч. Далее следует механическое плакирование в планетарной мельнице САНД-1 (диаметр шаров d ш=3 мм, соотношение масс шаров и шихты S=10:1) частиц оксида алюминия (АОА-1) частицами медно-никелевого сплава (содержание шихты: Al2O3=90%, Cu-Ni=10%) при частоте вращения Vвр=80 мин-1 в течение пл=5 ч, последующие формование заготовки и спекание в среде диссоциированного аммиака при температуре спекания tсп=1300°C и сп=3 ч. Полученный металлокерамический материал имел предел прочности на изгиб из=26 МПа.
Класс B22F1/02 включающая покрытие порошка
Класс B22F3/12 уплотнение и спекание