Материал для пропитки порошковых сталей

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПРОПИТКИ ПОРОШКОВЫХ 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 сталей, легированных карбидообразующими элементами, содержащий медь, железо, алюминий, стеарат цинка, бикарбонат или карбонат щелочного металла, отличающийся тем, что он содержит железо дисперсностью менее 100 мкм и дополнительно - титан или хром при следующем соотношении компонентов, мас.алюминий 0,1-1,0 железо 3,0-10,0 стеарат цинка 0,1-0,8 бикарбонат или карбонат щелочного металла 0,1-1,0 титан или хром 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 сталей, легированных карбидообразующими элементами, применяемых для изготовления изделий, работающих в условиях повышенного износа, тепловых и механических воздействий. Известны составы для пропитки материалов на основе железа, содержащие железо дисперсностью менее 20 мкм - 2-8 , медно-марганцевый сплав - 1-5 , алюминий - 0,05-0,2 , стеарат цинка - 0,51 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 невозможно получить качественную поверхность готового изделия, так как на поверхности наблюдается эрозия и налипание пропитывающего материала, что в свою очередь вызывает необходимость дополнительной механической обработки, усложняет и удорожает технологию получения изделий, кроме того, во втором случае материал весьма дорогостоящий, так как содержит большое количество дорогих легирующих элементов хром, олово, цинк. В качестве прототипа выбрана шихта на основе меди для пропитки пористых порошковых заготовок из железных материалов, содержащая оксид железа дисперсностью менее 200 мкм - 3-10 , марганец или никель - 0,1-2,0 , бикарбонат или карбонат щелочного металла - 0,1-1,0 , алюминий - 0,1-0,5 , стеарат цинка - 0,1-0,8 , медь - остальное 3. 3370 1 Однако при пропитке данным материалом порошковых изделий из сталей, легированных карбидообразующими элементами, происходит налипание остатков инфильтрата на изделие, ухудшая качество его поверхности, и, соответственно, требует механической доработки, кроме того, вследствие наличия окисла железа в пропитывающем материале при пропитке сталей, легированных карбидообразующими элементами,имеющими повышенное сродство к кислороду, в процессе нагрева интенсивно окисляется поверхность пропитываемого изделия, ухудшается смачиваемость и, соответственно, прекращается процесс пропитки. Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении качества поверхности пропитываемых изделий из сталей, легированных карбидообразующими элементами. Поставленная техническая задача достигается тем, что для пропитки сталей, легированных карбидообразующими элементами, материал содержит железо дисперсностью менее 100 мкм и дополнительно - титан или хром при следующем соотношении компонентов, мас.алюминий 0,1-1,0 железо 3,0-10,0 стеарат цинка 0,1-0,8 бикарбонат или карбонат щелочного металла 0,1-1,0 титан или хром 0,1-1,0 медь остальное. Экспериментально установлено, что введение титана или хрома в материал для пропитки сталей, легированных карбидообразующими элементами, обеспечивает получение качественной поверхности изделия отсутствует налипание остатков пропитывающего материала и эрозия пропитываемого изделия. Введение титана или хрома улучшает пропитку благодаря тому, что в процессе нагрева эти элементы,имеющие повышенное сродство к кислороду, забирают имеющийся в атмосфере кислород на себя, препятствуя окислению поверхности пропитываемого изделия, содержащего аналогичные элементы, и препятствуют налипанию на поверхность изделия избытков меди. 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. Преимущества предлагаемого изобретения поясняются в примерах. Примеры 1-10. Исходные порошки в количестве (мас. ) железо дисперсностью менее 100 мкм - 1 3 5 10 12, алюминий - 0 0,1 0,5 1 1,2, бикарбонат или карбонат щелочного металла - 0 0,1 0.5 1 1,2, стеарат цинка - 0 0,1 0,4 0,8 1, титан или хром - 0 0,1 0,5 1 1,2, остальноемедь, смешивали в лопастном смесителе в течение 0,5 ч. Полученный состав прессовали по режиму примеров 1-5, спрессованными заготовками пропитывали заготовки из порошковой легированной хромом стали ПК 10 Х 13 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. Содержание компонентов, мас.Эрозия Масса мкм 1 1 ост. 33,5 35 2 3 0,1 0,1 0,1 0,1 ост. 9,5 20 3 5 0,5 0,4 0,5 0,5 ост. 3,0 3 4 10 1,0 0,8 1,0 1,0 ост. 5,0 4 5 12 1,2 1,0 1,2 1,2 ост. 5,8 4 6 1 ост. 33,0 35 7 3 0,1 0,1 0,1 0,1 ост. 9,8 22 8 5 0,5 0,4 0,5 0,5 ост. 3,3 3 9 10 1,0 0,8 1,0 1,0 ост. 5,8 5 10 12 1,2 1,0 1,2 1,2 ост. 6,5 8 прото- оксиддисперстип ностью менее 200 мкм 6,5 0,3 0,451,0 0,55 ост. 35,0 40 Материал по прототипу (мас. ) оксид железа дисперсностью менее 200 мкм - 6,5, никель - 1, алюминий 0,3, стеарат цинка - 0,45, бикарбонат или карбонат натрия - 0,55, остальное - медь, готовили по технологии примеров 1-10 и пропитывали им заготовки из порошковой легированной хромом стали ПК 10 Х 13 плотностью 80 по режимам примеров 1-10. 2 3370 1 Качество поверхности пропитываемого изделия приведено в таблице. Таким образом, предлагаемый материал позволяет повысить качество поверхности пропитываемого изделия вследствие снижения эрозии с 40 площади поверхности до 3 и уменьшения массы налипания с 35 г до 3,0-3,3 г. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.