Материал для пропитки порошковых углеродистых сталей

22 9/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПРОПИТКИ ПОРОШКОВЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ(71) Заявитель Научно-исследовательский институт порошковой металлургии с опытным производством(73) Патентообладатель Научно-исследовательский институт порошковой металлургии с опытным производством(57) Материал для пропитки порошковых углеродистых сталей, содержащий медь, железо, алюминий, стеарат цинка, графит, отличающийся тем, что он содержит железо дисперсностью менее 100 мкм, а графит - дисперсностью 2-100 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.алюминий 0,1-1,0 железо 3,0-10,0 стеарат цинка 0,1-0,8 графит 0,1-1,0 медь остальное. Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составу материала на основе меди для пропитки пористых заготовок из порошковых углеродистых сталей при производстве конструкционных и антифрикционных изделий. Известны составы для пропитки материалов на основе железа, содержащие карбонильное железо - 1-3 ,алюминий - 0,01-0,1 , медь - остальное 1 медь - 95 , хром - 5 или медь - 65 , цинк - 30 , олово - 5 или медь - 60 , цинк - 30 , хром -5 , олово - 52. Однако после пропитки указанными материалами на поверхности пропитанного изделия наблюдается эрозия и налипание пропитывающего материала, что приводит к необходимости дополнительной механической обработки и удорожает технологию получения изделий. В качестве прототипа выбран медный порошок для пропитки железных прессовок, содержащий железо дисперсностью менее 20 мкм - 2-8 , медно-марганцевый сплав - 1-5 , алюминий - 0,05-0,2 , стеарат цинка - 0,53. Однако при пропитке данным материалом порошковых изделий из углеродистой стали происходит налипание остатков инфильтрата на изделие, ухудшая качество его поверхности и, соответственно, требует механической доработки, кроме того, вследствие наличия окисла железа при пропитке углеродистых сталей, в процессе нагрева при пропитке интенсивно окисляется поверхность пропитываемого изделия, происходит его обезуглероживание, ухудшается процесс пропитки. 3371 1 Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении качества поверхности пропитываемых изделий из углеродистых порошковых сталей. Поставленная техническая задача достигается тем, что для пропитки порошковых углеродистых сталей материал содержит углерод в виде порошка графита дисперсностью 2-100 мкм, железо дисперсностью менее 100 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.алюминий 0,1-1,0 железо 3,0-10,0 стеарат цинка 0,1-0,8 графит 0,1-1,0 медь остальное. Экспериментально установлено, что введение графита в материал для пропитки углеродистых сталей,обеспечивает получение качественной поверхности изделия отсутствует налипание остатков пропитывающего материала и эрозия пропитываемого изделия. Введение углерода в материал для пропитки углеродистых сталей обеспечивает восстановление имеющихся окислов в пропитывающем материале в процессе нагрева, способствуя улучшению пропитки, кроме того, приводит к образованию сложных соединений карбидного типа, препятствуя налипанию меди на пропитываемую деталь. Дисперсность графита, ограниченная пределами 2-100 мкм объясняется тем, что при размере частиц менее 2 мкм невозможно получить однородную шихту пропитываемого материала при смешивании, при размере частиц более 100 мкм уменьшается удельная поверхность порошка, ограничивая соответственно процесс восстановления. Применение порошка железа дисперсностью менее 100 мкм объясняется необходимостью его активного взаимодействия с медью в процессе нагрева при пропитке, благодаря чему отсутствует эрозия поверхности пропитываемого изделия, кроме того, значительно уменьшается обезуглероживание поверхности изделия. Преимущества предлагаемого изобретения поясняется в примерах. Примеры 1-5. Исходные порошки в количестве (мас. ) железо дисперсностью менее 100 мкм - 1, 3, 5, 10, 12 алюминий - 0 0,1 0,5 1 1,2 стеарат цинка - 0 0,1 0,4 0,8 1 углерод в виде графита - 0 0,1 0,5 1 1,2 ,остальное медь - смешивали в лопастном смесителе в течение 0,5 ч. Полученный состав прессовали при давлении 400 МПа в стальной пресс-форме, а спрессованными заготовками пропитывали заготовки из порошковой углеродистой стали ПК 50 плотностью 80 при температуре 1150 С в защитно-восстановительной атмосфере эндогаза. Качество поверхности пропитываемого изделия, определяемое массой налипания и площадью эрозии на поверхности приведены в таблице. Материал по прототипу (мас. ) железо дисперсностью менее 20 мкм - 6, медномарганцевый сплав - 3,алюминий - 0,15, стеарат цинка - 0,5, остальное медь - готовили по технологии примеров 1-5 и пропитывали им заготовки из порошковой углеродистой стали ПК 50 плотностью 80 по режимам примеров 1-5. Качество поверхности пропитываемого изделия приведено в таблице. Таким образом, предлагаемый материал позволяет повысить качество поверхности пропитываемого изделия вследствие снижения эрозии с 80 площади поверхности до 2 и уменьшения массы налипания с 35 г до 2,3 г. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 2 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.