ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ СПІКАННЯ МАТЕРІАЛУ, ВИГОТОВЛЕНОГО ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ ІНЖЕКЦІЙНОГО ЛИТТЯ ПОРОШКУ

Анотація

Досліджено властивості спечених та термооброблених сталей з матеріалу “Catamold 8740”, отриманих за технологією інжекційного лиття порошку. Деталі з порошкової малолегованої середньовуглецевої сталі використовуються у воєнній, автомобільній та інших галузях промисловості, де необхідно досягти високої надійності та стійкості до динамічних навантажень. Досліджено хімічну однорідність матеріалу “Catamold 8740” залежно від технологічних параметрів: швидкості нагрівання, температури спікання, часу витримки та наступної термічної обробки. Показано, що вихідний матеріал “Catamold 8740” є механічною сумішшю порошків різного розміру (карбонільного заліза, Ni, лігатур Fe–Mo, Fe–Cr, Fe–Si–Mo та Fe–Si). Встановлено, що зі збільшенням швидкості нагрівання матеріалу “Catamold 8740” від 2 до 5 °С/хв зменшується неоднорідність мікроструктури, зумовлена локально неоднорідним ущільненням, та активується сплавоутворення при температурах 900–1340 ºС. Ударна в’язкість виробів з V-подібним надрізом, виміряна за методом Шарпі, зростає від 10,39 до 11,52 Дж/см² з підвищенням температури спікання та швидкості нагрівання від 2 ºС/хв (1270 ºС) до 5 ºС/хв (1340 ºС). Встановлено, що за температури спікання 1340 ºС збільшення часу витримки від 30 до 90 хв підвищує щільність матеріалу, сприяє округленню пор і гомогенізації феритної матриці, проте ударна вʼязкість виробів зменшується у 1,4 рази, що повʼязано зі збільшенням розміру зерен та крихким руйнуванням. Встановлено, що термічна обробка матеріалу після спікання знижує його ударну в’язкість. На основі отриманих результатів оптимізовано параметри спікання порошків. Встановлено вплив хімічної та розмірної неоднорідності вихідних порошків “Catamold 8740”, а також кінетики спікання на формування структури і механічні властивості деталей, що працюють в умовах ударних навантажень.