Состав для комплексной химико-термической обработки твердосплавного инструмента
Использование: изобретение относится к процессам химико-термической обработки твердосплавного инструмента. Сущность изобретения: состав содержит, мас. двуокись титана 30 40; окись ниобия 10 20; алюминий 10 24; углерод 3 5; циркониевый концентрат 10 25; хлористый аммоний 1 3; окись алюминия остальное. В качестве углерода состав предпочтительно содержит сажу. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к химико-термической обработке твердосплавного инструмента, в частности к составам для создания на его поверхности износостойких комплексных карбидных покрытий, и может быть использовано при производстве твердых сплавов.
Известен состав для обработки тведосплавного инструмента (Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Сборник, Минск, 1971, с.24-27), содержащий двуокись титана, алюминий и окись алюминия. Недостатком данного состава является то, что после обработки в таком составе износостойкость инструмента повышается в 2-3 раза, что во многих случаях недостаточно для использования. Известен также наиболее близкий состав для комплексной химико-термической обpаботки твердосплавного инструмента, содержащий двуокись титана, окись ниобия, алюминий, хлористый аммоний и окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. Двуокись титана 30-40 Окись ниобия 10-20 Алюминий 10-24 Хлористый аммоний 1-3 Окись алюминия Остальное Процесс химико-термической обработки в данном составе проводят при 950-1100оС в течение 1-6 ч в контейнерах без использования вакуума или защитных атмосфер. При этом на поверхности твердосплавного инструмента формируется износостойкое покрытие, состоящее из смеси карбидов титана и ниобия толщиной 7-15 мкм. Использование данного состава позволяет повысить стойкость твердосплавного инструмента в 7-10 раз по сравнению с исходными материалами и не требует применения взрывоопасных защитных атмосфер. Недостатком данного состава является то, что в процессе химико-термической обработки под образующимся покрытием в твердосплавной основе образуется обезуглероженная зона, так называемая
-фаза, которая снижает хрупкую прочность инструмента на операциях прерывистого резания, особенно фрезерования. Сущность изобретения заключается в следующем. В составе для комплексной химико-термической обработки твердосплавного инструмента дополнительно входят, мас. углерод (сажа) 3-5; циркониевый концентрат 10-25. Изобретение направлено на решение задачи снижения обезуглероживания основы в процессе образования покрытия за счет изменения фазового состава насыщающей среды путем введения в состав углерода (сажа) и циркониевого концентрата при следующих соотношениях компонентов, мас. Двуокись титана 30-40 Окись ниобия 10-20 Алюминий 10-24 Углерод (сажа) 3-5 Циркониевый кон- центрат 10-25 Хлористый аммоний 1-3 Окись алюминия Остальное Дополнительное введение в состав насыщающей среды углерода в виде сажи создает в контейнерах восстановительную атмосферу и интенсифицирует диффузионные процессы, с другой стороны, присутствие углерода в насыщающей среде препятствует процессу обезуглероживания основы твердого сплава. Состав диффузионного слоя получается сложным, а присутствие в нем карбидных и нитридных соединений циркония повышает его пластичность. Сложный химический и минералогический состав циркониевого концентрата (смесь минералов бадделита, циркона, кварца, ильменита, граната, рутила и пр.) (ост. 48-84-72) повышает диффузионную активность насыщающей смеси, следствием чего является увеличение толщины диффузионных слоев, уменьшение времени насыщения и температуры процесса. Циркониевый концентрат применяется в молотом виде зернистостью 5-20 мкм. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении хрупкой прочности диффузионного слоя и износостойкости твердосплавного инструмента на операциях прерывистого резания и фрезерования. Для повышения хрупкой прочности диффузионных слоев на твердосплавных материалах, содержащих карбиды и нитриды титана и ниобия, в диффузионную смесь, содержащую порошки двуокиси титана, окиси ниобия, алюминий и хлористый аммоний, окись алюминия, дополнительно вводят углерод в виде сажи и порошок циркониевого концентрата (ост. 48-84-72) в исходном минералогическом состоянии, препятствующие, с одной стороны, образованию переходной хрупкой зоны ( -фазы) между покрытием и основой, а, с другой стороны, внедрение в диффузионный слой более пластичных и износостойких соединений (карбиды, карбонитриды, нитриды) циркония. Для проверки заявляемого состава для комплексной химико-термической обработки тведосплавного инструмента было подготовлено десять смесей. Первая готовилась по составу прототипа, остальные по предлагаемому составу, различие заключалось в соотношении входящих компонентов. Диффузионное насыщение сменных неперетачиваемых пластин из твердого сплава ВК 8 осуществляли в герметичном контейнере с плавким затвором в электропечи при температуре 980 
10оС в течение 2,5 ч. На всех образцах, подвергнутых химико-термической обработке, при 480-кратном увеличении на поверхности травленых в растворе Мураками шлифов определялась толщина диффузионного слоя и выявлялись области под покрытием, содержащих -фазу (обезуглероженная хрупкая зона). На операции фрезерования стали 45 в лабораторных условиях определялась износостойкость режущих пластин, подвергнутых комплексной химико-термической обработке. Анализ технических результатов показывает, что предлагаемый состав для комплексной химико-термической обработки твердосплавного инструмента позволяет до 2-х раз повысить износостойкость на операциях фрезерования, при формировании слоя значительно уменьшается переходная обезуглероженная зона ( -фаза) и увеличивается толщина покрытия при одних и тех же режимах проведения процесса упрочнения. Результаты испытания представлены в таблице.Формула изобретения
1. СОСТАВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий двуокись титина, окись ниобия, алюминий, окись алюминия и хлористый аммоний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углерод и циркониевый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. Двуокись титана 30 40 Окись ниобия 10 20 Алюминий 10 24 Углерод 3 5 Циркониевый концентрат 10 25 Хлористый аммоний 1 3 Окись алюминия Остальное2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве углерода он содержит сажу.
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии, в частности к химикотермической обработке металлических деталей
Изобретение относится к металлургии, а именно к порошковым составам для диффузионного многокомпонентного насыщения деталей термического производства
Изобретение относится к химико-термической обработке металлов, в частности к способам получения жаростойких покрытий на поверхности стальных изделий, в том числе муфелей, радиационных труб и других элементов печного оборудования
Изобретение относится к химико-термической обработке (ХТО) твердосплавного инструмента, а именно к способам для диффузионного насыщения поверхностного слоя боротитанированным покрытием и может быть использовано при производстве твердых сплавов, а также в горнодобывающей, машиностроительной и других областях промышленности, использующих инструмент из твердых сплавов
Способ химико-термической обработки изделий // 1792452
Изобретение относится к химико-термической и диффузионной обработке
Изобретение относится к области металлургии
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повышения коррозионной стойкости металлических материалов
Изобретение относится к способу изготовления и конструкции труб нефтяного сортамента, используемых преимущественно при обустройстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, а именно насосно-компрессорных труб диаметром 60-114 мм, обсадных труб диаметром 114-508 мм и других труб
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к химико-термической обработке изделий из порошковых материалов на основе железа
Изобретение относится к металлургии, в частности к разделу химико-термической обработки деталей
Изобретение относится к химико-термической обработке стальных изделий
Изобретение относится к области химико-термической обработки стальных изделий и может быть использовано, преимущественно, при производстве систем водяного охлаждения, систем холодного и горячего водоснабжения. Способ диффузионного нанесения защитного покрытия из сплава циркония и кремния на поверхность стальных изделий включает подготовку диффузионной среды из смеси порошков, содержащих пассивирующие элементы в виде циркония и кремния, обеспечение контакта стальных изделий с диффузионной средой, нагрев стальных изделий с диффузионной средой до температуры восстановления упомянутых пассивирующих элементов, составляющей 900-950°C, последующее охлаждение и извлечение стальных изделий из отработанной диффузионной среды, содержащей упомянутые пассивирующие элементы. Для подготовки диффузионной среды используют 60-65% цирконового концентрата, имеющего в своем составе пассивирующие элементы в виде циркония и кремния, 15-20% чистого фторцирконата кальция и 15-20% чистого флюорита, полученную смесь переводят в твердожидкое состояние с образованием расплавленных фторидов и оксидных твердых растворов. Затем полученные расплавленные фториды и оксидные твердые растворы в течение 15-30 минут подвергают активированию током при напряжении 42-50 В с образованием нестабильного твердого электролита на основе оксидов циркония и кремния, содержащего фторцирконат и фторид кальция по границам зерен. Затем упомянутый электролит подвергают медленному охлаждению до образования монолитного состояния, после чего охлажденный упомянутый электролит размалывают до состояния порошка. Обеспечивают контакт стальных изделий с диффузионной средой путем засыпки полученной порошковой смесью стальных изделий. Охлаждение стальных изделий в диффузионной смеси проводят до температуры 400-450°C. Обеспечивается увеличение безремонтного срока службы стальных изделий с защитным покрытием до срока службы основного сооружения за счет увеличения толщины защитного слоя, а также обеспечение его экономической чистоты. 1 табл., 2пр.
Изобретение относится к способу формирования на поверхности металлической детали защитного покрытия, содержащего алюминий и цирконий. Проводят этапы, на которых деталь и карбюризатор из сплава алюминия вводят в контакт с газом при температуре обработки в камере обработки, при этом газ содержит газ-носитель и активатор, активатор взаимодействует с карбюризатором с образованием газообразного галогенида алюминия, который разлагается на поверхности детали с осаждением на нее металлического алюминия. Активатор содержит соль циркония, полученную из гранулированной соли циркония, при этом реакции диссоциации соли циркония протекают в интервале температур диссоциации с образованием на поверхности детали покрытия из металлического Zr. Осуществляют постепенный нагрев детали, карбюризатора и гранул соли циркония в камере, начиная от комнатной температуры до температуры обработки. Давление в камере обработки поддерживают повышенным по сравнению с атмосферным без циркуляции газа-носителя в интервале температур, соответствующем реакциям диссоциации соли циркония. Обеспечивают циркуляцию газа-носителя через камеру после превышения температуры в камере интервала температур диссоциации соли циркония, формируют на поверхности диффузный алюминирующий слой, формируют дополнительный алюминирующий слой на диффузном алюминирующем слое, сформированном на поверхности металлической детали. Цирконий осаждают на межфазной границе между диффузным алюминирующим слоем и дополнительным алюминирующим слоем. Обеспечивается увеличенный срок службы изделия за счет улучшения его коррозионной стойкости. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
