Способ изготовления изделий из твердого сплава

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДОГО СПЛАВА, включающий формование карбидного каркаса, спекание и пропитку его связующим металлическим расплавом, отличающийся тем, что, с целью повы-. шения ударной вязкости, при спекании в карбидном каркасе выполняют полые каналы, объем которых составляет 0,5-5,0% от объема изделия, причем диаметр d полого канала выбирают по выражению u() ьи 26 8S. 6 - поверхностное натяжение мегде таллического расплава; Sy- удельная поверхность карбидного каркаса; Ц - объемное содержание металлического расплава в системе при пропитке; 9 - краевой угол смачивания карбида металлическим расплавом; коэффициент, зависящий от А (Л пористости карбидного каркаса; коэффициент, характеризующий строение карбидного каркаса ( I); коэффициент, зависящий от В термодинамических свойств 00 О5 системы и геометрической формы частиц карбида. СА:) СО 4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 94 А (si)4 В 22 F 3/26."- ®Жя®

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTI41 диаметр d полого канала выбирают по выражению

U 1 cos8

gr

8 S (- Ll 1!ь дц где

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3719072/22-02 (22) 12,01.84 (46) 23.10,85. Бюл. Ф 39 (72) В.А. Кудрявцев ,(71) Научно-исследовательский институт Производственного объединения

Таллинский электротехнический завод им, N.È. Калинина" (53) 621.762.86 (088.8) (5e) Третьяков В.Н. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. M,: Металлургия, 1976, с. 528.

Спеченные износостойкие материалы. Сборник, М.: Металлургия, 19)7, МИСИС, )) 99, с. 40-45. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДОГО СПЛАВА, включающий формование карбидного каркаса, спекание и пропитку его связующим металлическим расплавом, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повы-, шения ударной вязкости, при спекании в карбидном каркасе выполняют полые каналы, объем которых составляет

0,5-5,07 от объема изделия, причем

6 - поверхностное натяжение металлического расплава;

$ - удельная поверхность карбидного каркаса;

Ц - объемное содержание металлического расплава в системе при пропитке;

9 - краевой угол смачивания карбида металлическим рас" планом;

А - коэффициент, зависящий от пористости карбидного каркаса; коэффициент, характеризующий строение карбидного каркаса (p = 1);

В - коэффициент, зависящий от термодинамических свойств системы и геометрической формы частиц карбида.

1186

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления иэделий иэ порошкового твердого сплава.

Цель изобретения - повьппение удар- ной вязкости порошкового твердого сплава беэ снижения прочности и твердости.

При спекании в каркасе выполняют полые каналы, объем которых состав- 10 ляет 0,5-5„07. от объема изделия, Диаметр d единичного полого канала выбирается по выражению

u(< — "„"- „e) -u гл „Е где б - поверхностное натяжение связующего материала;

S - удельная поверхность карбидного каркаса, 11.,- объемное содержание метал25 лического расплава в системе при пропитке;

8 - краевой угол смачивания карбида металлическим расплавом;

А - коэффициент, зависящий от пористости карбидного каркаса; коэффициент, характеризующий строение карбидного каркаса (P = 1)1 35

В - коэффициент, зависящий от термодинамических свойств системы и геометрической формы карбидных частиц.

Если d. выбирать больше указанного <11 выражения, полые каналы во время пропитки не заполняются жидкой связкой, так как в системе давление подпитки больше капиллярного давления и жидкая связка иэ канала мигрирует в кар-<5 бидный каркас.

Эффект влияния арматуры на ударную вязкость начинает проявляться с 0 5 об.7, а при 5,0 об.7., несмотря на рост ударной вязкости, начинается 50 падение твердости, что приводит к снижению износостойкости порошкового твердого сплава.

Карбид титана с удельной поверхностью О,б м /г пластифицируется 3процентным раствором каучука в бензине, его сушат и просеивают через сито 0315. В закрытой пресс-форме

394 прессуют образцы размером 6хбх60 мм, причем при засыпке шихты в пресс-форму параллельно длинной стороне равномерно по объему укладывают дискретные проволоки из нихрома длиной 57 мм. Удельное давление прессования выбирают таким образом, что после спекания образца и расплавления заложенных проволок в результате усадки пористость полученных карбидных каркасов составляет 307.

Для определения диаметра проволоки необходимо следующее.

Изготавливают карбидные каркасы из порошка с S = const с различной пористостью P и подвергают пропитке, после чего определяют объемное содержание связки в полученных спла/ $-lj 113

Решая уравнение 1 — / — МЦ":=0 u/ и, принимая р для твердых сплавов равным единице, находим функцию

А = r(P)

Это позволяет в дальнейшем опре-. делить требуемую пористость каркаса для получения заранее заданного

0..

Изготавливают карбидные каркасы иэ порошков с различным (определяе" мое, например, методом БЕТ), в которых заранее изготовлены полые каналы различных диаметров, и после про" питки на микрошлифах пропитанных образцов определить максимальный диаметр качественно заполненного канала.

Решая систему уравнений, находим величину 2 сор эС для выб- .

6 е раиного сплава.

Таким образом, все члены формулы для определения d известны, что позволяет выбрать диаметр полого канала при варьировании количества связки и величины зерна твердого сплава.

В данном примере диаметр проволок не превышает 0,14 мм.

Спекание образцов проводится в две стадии: предварительное - для удаления продуктов распада пйастифи-. катора в среде водорода с точкой росы -30 - -40 С при 600 С в течение

0,5 ч и окончательное - в вакууме с остаточным давлением 5 ° 10 мм рт.ст. при 1200 С в течение 0 5 ч .

Параллельно готовят образцы аналогичной пористости беэ закладки проволок, 1186394

Твердость, ГПа

Предел прочности при изгибе, МПа

Ударная вязкость

Дж/м 10

Количество

Диаметр проволоки, мм закладываемой проволоки, об.Ж 1430

10,7

2,1

0,5

0,06

1410

10,7

2,8

0,5

10,6

1440

2,7

0,10

2,5

1420

10 8

4,5

0,06

2,5

0,10

1470

10,7

4,2

10,6

4,0

0,06

1530

5,0

4,0

5 0

10,6

10,4

0,10

0,06

1510

4,9

5,4

5,0

0,10

1540

l0,3

5,2

Составитель В. Еременко

Техред Т.Дубинчак Корректор E- Pomxo

Редактор О. Головач

Заказ 6478/16 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

Полученные образцы подвергаются пропитке путем опускания одного конца образца в ванну с никель-кобальтхромовым расплавом при 1400 С.

После пропитки и охлаждения образцы шлифуются на размер 5х5х50 мм, Количество связки в готовом образце

40 мас.Ж, что соответствует сплаву

КТНКХ40.

Результаты испытаний механических свойств образцов приведены в таблице-.

Как видно из таблицы, изготовление образцов по предложенному способу позволяет значительно повысить ударную вязкость порошкового твердого сплава без снижения механических свойств.