шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала

Формула изобретения

Шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала, содержащая углерод, медь и серу, отличающаяся тем, что она содержит медь в виде оловянистой бронзы и серу в виде сульфида цинка при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:

углерод	0,31-0,60
порошок оловянистой бронзы	3,0-12,0
порошок сульфида цинка	0,4-1,2
порошок железа	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составу шихты для получения спеченного материала на основе железа, используемого для изготовления изделий конструкционного назначения, работающих, в том числе, в условиях знакопеременных нагрузок.

Известен конструкционный порошковый материал на основе железа ПК40Д3 (ГОСТ 28378-89), получаемый спеканием шихты, содержащей углерод и медь.

Однако этот материал по своим прочностным характеристикам не обеспечивает надежную работу высоконагруженной пары «винт-гайка», в которой гайка изготовлена из порошкового материала, особенно при знакопеременных нагрузках. Гайка разрушается из-за недостаточной прочности и пластичности указанного материала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является конструкционный порошковый материал на основе железа ПК40Д3К (ГОСТ 28378-89), получаемый спеканием шихты, содержащей углерод, медь и серу. Введение в шихту порошка серы улучшает условия последующей механообработки спеченного материала, но прочностные характеристики его также недостаточны для применения в изделиях, работающих в условиях знакопеременных нагрузок.

Кроме того, обе вышеуказанные шихты для получения конструкционного порошкового материала требуют высокую температуру спекания (1120-1150°С).

Целью настоящего изобретения является разработка состава шихты на основе порошка железа, содержащей медь, углерод и серу, для получения конструкционного порошкового материала, обеспечивающего повышение прочности при растяжении материала и снижение температуры спекания.

Поставленная цель достигается тем, что шихта на основе порошка железа для получения спеченного материала, содержащая углерод, медь и серу, содержит медь в виде оловянистой бронзы и серу в виде сульфида цинка при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:

Углерод	0,31-0,60
Порошок оловянистой бронзы	3,0-12,0
Порошок сульфида цинка	0,4-1,2
Порошок железа	Остальное

Пример. Железный порошок ПЖВ3.160 смешивали с порошками графита (марки ГК или ГС), оловянистой бронзы (ПБрО5Ц5С5, содержащей, мас.%: олово 5, цинк 5, свинец 5, или ПБрО10, содержащей, мас.%: олово 10) и сульфида цинка (ZnS). В качестве пластификатора в смесь вводили машинное масло в количестве 0,3-0,5 мас.%. Из шихты прессовали призматические образцы (10×10×55 мм) плотностью 6,3-6,5 г/см³ , которые спекали при 1060 1080°С в защитной среде в электрической камерной печи и затем изготавливали из них стандартные образцы для прочностных испытаний.

В таблице приведены: состав предложенной шихты, основной технологический параметр получения из нее спеченного материала - температура спекания и показатель предела прочности при растяжении спеченного из нее материала в сравнении со свойствами конструкционных порошковых материалов, полученных из шихт известных составов.

Как следует из приведенных в таблице данных, предложенная шихта в сравнении с известными составами шихт для получения конструкционных порошковых материалов по ГОСТ 28378-89 обеспечивает повышение предела прочности при растяжении спеченного материала на 25%, при этом температура спекания материала из предлагаемой шихты на 60-70°С меньше.

Предлагаемый состав шихты, применяемый для изготовления детали «гайка М5» силового механизма изделия «Пьезозажигалка», показал хорошую работоспособность и выдерживал не менее 40 тысяч циклов нагрузки усилием 5000 6000 Н, тогда как известные материалы выдерживали не более 20 тысяч циклов.