Способ изготовления твердых сплавов и сверхтвердых композиционных материалов

Скачать ZIP архив.

Текст

) (11 22 Р 3/14, С 22 С 29/О игг ИСАНИЕ ИЗОБРЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОР ПОЗИЦИОННЫХ МАТЕР, щий горячее прессование, о тем, что, с целью повыше лий, горячее прессовани дии, причем на первой ст нагрева составляет 1,06- появления жидкой фазы 100 кгс/см, а на второй ст снижают до 1,06-1,03 тем ния жидкой фазы, а давле 100 - 200 кгс/см . ИАЛОВ, включаю тличающийся ния качества изде е ведут в две ста адии температура 1,15 температуры при давлении 40- адии температуру пературы появле ние повышают до(21) 2875230 (22) 22.01.80 (46) 07.11.92 (71) Институ АН УССР (72) Н.В.Нов чановский, С,И,Скляр и (54)(57) СПО ДЫХ СПЛАВ чающий горячее прессование шихты, состоящей из алмазного порошка и матричного материала, причем нагрев прессуемой шихты осуществляют до 1,06 - 1,15 температуры появления жидкой фазы с выдержкой в нагретом состоянии в течение 0,5 - 2 мин.Недостатком известного способа явля- Бется низкое качество получаемых изделий.Цель изобретения - повышение качест- р ва изделий,С этой целью в описываемом способеизготовления твердых сплавов и сверхтвердых композиционных материалов горячее , прессование ведут в две стадии, причем на Опервой стадии температура нагрева состав- О ляет 1,06 - 1,15 температуры появления жидкое фааи паи даааении 40 - 100 кгс/см, а на2второй стадии температуру снижают.до ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР,В,Цыпин Б ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРВ И СВЕРХТВЕРДЫХ КОМИзобретение относится к изготовлению твердых сплавов и сверхтвердых абраэивосодержащих композиционных материалов на их основе методами порошковой металлургии и может быть использовано при производстве вставок для оснащения бурового инструмента,Известен способ изготовления изделий из твердых сплавов методом горячего прессования.При прессовании порошкообразную твердосплавную смесь загружают в графитовую пресс-форму и спекают в ней изделие при 1360-1600 С под давлением 70- 150 кг/см .Недостатком этого способа является невозможность получения качественных иэделий. Это связано с тем, что из-за.невысокого давления прессования изделия получаются с конечной остаточной пористостью, что приводит к снижению физико-механических характеристик и интенсивному разрушению инструмента в процессе его эксплуатации.Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому-результату является способ изготовления изделий, содержащих сверхтвердые материалы, вклю 1,03-1,06 температуры появления жидк фазы, а давление повышают до 100- 200 кгс/см.Выбранный интервал температур и давлений обеспечивает для сплавов на основе карбида вольфрама с различным содержанием кобальта и композиционных материалов на их основе оптимальные свойства после горячего прессования, Так, на первойучить беспористые иэделия, Для этого повышают давление до величины, исключающей разрушение пресс-Формы и выдавливание кобальтовой фазы в зазор между пуансоном и матрицей, а также в поры пресс-формы. С этой целью температуру изделия снижают до величины (1,06-1,03) Тпж. Нижний предел температуры связан с наличием жидкой фазы и возможностью уплотнять изделия, Уменьшение нагрева до величины 1,02 Тпж вызывает уже необходимость увеличения усилий в 3 - 4 раза, что может привести к разрушению пресс-формы, а при температуре (1,01-1,00)Тпж усадка при горячем прессовании известными способами практически прекращается. Верхний прЕдел температуры нагрева на второй стадии, как уже отмечалось, ограничен жидкотекучестью кобальта, когда утечкакобальтовой Фазы превышает 10/О от его содержания в исходной шихте. Экспериментально установлено, что на второй стадии температура нагрева составляет для сплава ВК 6 1380 С (1,06 Тпж). ВК 8-13600 С (1,04 Тпж) ВК 15-1340"С (1,03 Тпж) а давление не превышает 100 - 200 кгс/см,П р и м е р. Расчетные навески твердосплавной смеси засыпают в тщательно под 354050 стадии горячего прессования температура нагрева спекаемого изделия находится в пределах 1380 - 1500 С, что составляет 1,06- 1,15 температуры появления жидкой Фазы. Температура появления жидкой фазы для всех марок твердого сплава составляет 1300 С.Конкретный выбор температуры спекания связан с количеством кобальта в твердом сплаве, Сплавы с относительно 10 большим содержанием кобальта более интенсивно уплотняются, а потому и температура спекания их ниже, чем у сплавов с малым содержанием кобальта, Так, например, сплав марки ВК 6 спекается при 1490 С 15 (1,15 Тпж), ВК 8 - при 1420 С (1,09 Тпж), а сплав ВК 15 - при 1380 С (1,06 Тпж).При приложении на этОЙ стадии ОтнОсительно высоких давлений происходит выдавливание кобальтовой фазы в зазор 20 между пуансоном и матрицей и поры графитовой пресс-формы, Экспериментально установлено,. что допустимая утечка кобальтовой фазы (1;4 от исходного его содержания) происходит для сплава марки 25 ВК 6 при гдавлении 100 кгс/смг, ВК 8- 80 кгс/см, ВК 15-40 кгс/см . Таким образом, допускаемый предел приложения давлений на первой стадии горячего прессования составляет 40 - 100 кгс/см . 30гНа второй стадии необходимо завершить процесс горячего прессования, полготовленные отверстия графитовой пресс-. формы, затем вставляют металлические пуансоны и производят подпрессовк. Давление подпрессовки составляет 30 кгс/см . Затем извлекают металлические пуансоны и вставляют графитовые,Пресс-форму С заформованными навесками твердосплавной смеси устанавливают на прессе внутри индуктора таким образом, чтобы зазор между пресс-формой и индуктором составлял 2 - 3 см. Нагрев пресс-формы при горячем прессовании может осуществляться токами высокой частоты ( 70000 Гц) или токами низкой частоты ( "8000 Гц).Процесс горячего прессования осуществляют в две стадии,На первой стадии (для сплава марки ВК 6) температура нагрева составляет 1490 С (1,15 температуры появления жидкой фазы), на второй стадии температуру снижают до 1380 С (1,06 температуры появления жидкой фазы). На первой стадии давление составляет 100 кй/см, а на второй: стадии давление повышают до 200 кгс/смг.Охлаждение пресс-формы со спеченными образцами до температуры 750-800 С, производят на прессе, а затем до комнатной температуры в емкости с песом. После этого образцы извлекают из графитовых прессформ, галтуют для очистки от графита и производят их механическую обработку, На шлифованных образцах измеряют твердость. Плотность определяют методом гидростатического взвешивания, Кроме этого, образцы подвергают механическим испытаниям с целью определения предела прочности и при изгибе и ударной вязкости.Основные физико-механические свойства материалов, полученных по предложенному способу и известному представлены в таблице.Как видно из данных, приведенных в таблице механические характеристики (предел прочности при изгибе и ударная вязкость) образцов, изготовленных по технологическим режимам предлагаемого способа значительно выше, чем для образцов, изготовленных по технологическим режимам известного способа,Так, например, предел прочности при изгибе твердых сплавов марок ВК 6 и ВК 15 на. 150/ больше, чем предел прочности при изгибе тех же марок твердых сплавов, изготовленных по технологическим режимам известного способа.Ударная вязкость сплава ВК 6 на 40 больше, а сплава ВК 15 в 1,5 раза выше, чем у сплавов тех же марок, изготовленных по известному способу.839156 Технолокичкские реховкы юорвчето ирессаваниа обаацов иа твердых сплавов и их фиаикочкеханические свойства. СоставительРедактор Л.Письман Техред М.Моргентал Корректор Е.Пап аказ 544 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Благодаря более высоким значениям механических характеристик образцов из твердых сплавов, изготовленных по предложенному способу, предполагается более эффективная работоспособность инструмента, оснащенного этими вставками.

Смотреть

Заявка

2875230, 22.01.1980

ИНСТИТУТ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ АН УССР

НОВИКОВ Н. В, БРОНШТЕЙН Д. Х, ВОВЧАНОВСКИЙ И. Ф, КРАСНЫЙ А. Л, СИМКИН Э. С, СКЛЯР С. И, ЦЫПИН Н. В

МПК / Метки

МПК: B22F 3/14, C22C 29/00

Метки: твердых, сплавов, сверхтвердых, композиционных

Опубликовано: 07.11.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-839156-sposob-izgotovleniya-tverdykh-splavov-i-sverkhtverdykh-kompozicionnykh-materialov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ изготовления твердых сплавов и сверхтвердых композиционных материалов</a>

Похожие патенты