Спеченный твердый сплав

(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗ 1) 4925186/022) 04.04.916) 30,08,93, Бюл. М 321) Всесоюзный научно-исследовательскийпроектный институт тугоплавких металловтвердых сплавов2) Н.В.Борисова. Н,И.Романова и В,В.Руаков3) Всероссийский научно-исследователь" кий и проектный институт тугоплавких меаллое и твердых сплавов6) Патент США М 3746519, кл. 29-1827, . 1970.Баженов Н,ф. и др. Твердые сплавы, справочник, М,: Металлургия, 1978 с. 8, 11. Изобретение относится к области металлургии, к спеченным твердым сплавам на основе карбида вольфрама. предназначенным для изготовления режущего инструмента,Целью изобретения является повышение уровня и стабильности механических и эксплуатационных свойств сплава.Поставленная цель достигается тем, что в спеченном твердом сплаве, содержащем карбид вольфрама с фракциями 0.5-1,5 мкм, 1,5-2,5 мкм, 2,5-3,5 мкм, 3,5-7,0 мкм, средним размером зерна 1,7-2,7 мкм и 4-10 мас. кобальта, соДержание фракций зерен карбида вольфрама составляет, об.%:Фракция 0,5-1,5 мкм 20-37 Фракция 1,5-2,5 мкм 40-52 Фракция 2,5-3,5 мкм 11-30 Фракция 3,5-7,0 мкм 2-12Указанное объемное содержание фракции зерен карбида вольфрама обеспечивает максимально равномерное распределение Л(ТЕНИЯ(54) СПЕЧЕННЫЙ ТВЕРДЫЙ СПЛАВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии. Сущность изобретения; предложен спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама с фракциями 0,5-1,5 мкм, 1,5-2,5 мкм, 2,5-3,5 мкм, 3,5-7,0 мкм со средним размером зерна 1,7-2,7 мкм, содержащий 4-10 мас.оь кобальта, характеризующийся тем, что фракции находятся в следующем соотношении, об.7 ь: фракция 0,5-1,5 мкм 20-37; фракция 1,5-2,5 мкм;40-52, фракция 2,5-3,5 мкм 11-30; фракция 3,5-7,0 мкм 2 - 12. 1 табл. кобальтовой фазы (одинаковую толщину кобальтовых прослоек), а также равномерное распределение относительно крупных зерен карбида вольфрама, промежутки между которыми дополнены более мелкими эерна. Это обеспечивает повышенную и сть и износостоикость спеченного твердого сплава и высокую стабильность этих свойств,т,е.обеспечивает высокий уровень и стабильность эксплуатационных свойств. Поиск по научно-технической и патентной литературе не выявил известных технических решений с признаками, сходными с отличительными признаками предлагаемого технического решения. Это свидетельствует о том, что предлагаемое техническое ре ше ние обл адает существенными отличиями.Предлагаемый сплав получают обычными методами порошковой металлургии, т,е. совместным мокрым размолом карбидагде и= 50 55 вольфрама и кобальта, формованием заготовок прессованием и спеканием.Предлагаемый сплав .с однородной структурой может быть получен из однородного порошка карбида вольфрама созданием условий, препятствующих образованию крупных зерен при спекании,К таким условиям относятся относительно низкая температура спекания, небольшие выдержки, относительно высокиетемпературы получения вольфрама и карбида вольфрама, а также невысокая интенсивность размола смеси. (см, В.И.Третьяков"Основы металловедения и технологии получения спеченных твердых сплавов", М., Металлургия, 1976, с. 368-369),Однородные по гранулометрическомусоставу и относительно мелкозернистые порошки вольфрама при высокой температуревосстановления (1200 С) могут быть получены из смеси порошка триоксида вольфрамас 2-30% порошка металлического вольфрама,Карбидизацию следует проводить притемпературе 1800-2000 С.Фракция зерен карбида вольфрама сразмером 1,5-2,5 мкм является основнойструктуры сплава. Если объемное содержание этой фракции меньше 40 мас.%, то увеличивается содержание других фракций, чтоприводит к уменьшению прочности и стабильности механических и эксплуатационных свойств сплава.Увеличение содержания этой фракциивыше 52 об,% нецелесообразно, т.е. свойства сплава не улучшаются, но усложняютсяусловия получения сплава.Если содержание фракции 0,5-1,5 мкмниже 20 об,%, то уменьшается твердостьсплава, его износостойкость, снижаетсястабильность механических и эксплуатационных свойств сплава.При содержании этой фракции выше 37об.% снижается прочность сплава и стабильность эксплуатационных и механических свойств сплава.Если содержание фракции 2,5-3,5 мкмниже 11 об.% то уменьшается прочностьсплава и стабильность механических и эксплуатационных свойств сплава.При содержании этой фракции более 30об.% уменьшается твердость сплава и стабильность механических и эксплуатационных свойств сплава.При содержании фракции 3,5-7,0 мкмвыше 12 об,% снижается твердость сплаваи стабильность механических и эксплуатационных свойств сплава. Уменьшение содержания этой фракции ниже 2 об,% не 5 10 15 20 25 30 35 40 45 улучшает свойств сплава, но усложняется технология его изготовления.П р и м е р. Порошок вольфрама со средним размером зерна 4,0 мкм и содержанием фракций, об,%; 3-6 мкм - 61,1-3 мкм - 18; более 6 мкм - 21, был получен восстановлением смеси ЮОз+ 5 мас.% Ч/ при 1200 С в водороде.Иэ этого порошка карбидизацией при 1800 С был получен порошок карбида вольфрама со средним размером зерна 3,8 мкм.Порошки карбида вольфрама и кобальта в необходимых соотношениях смешивали совместным мокрым размолом в барабанной. мельнице при соотношении шары/смесь(2-4):1, скорость вращения 90% от критической в течение 36-48 ч,Из полученной смеси после добавления пластификатора (р-р каучука в бензине) прессовали заготовки режущих пластин формы 0235 по ГОСТ 2209-80 и штабиков с размерами 5 х 5 х 35 мм.Заготовки спекали при 1390-1450 С в течение 1-2 ч в зависимости от состава и необходимой микроструктуры.Данные о полученных сплавах и результаты испытания приведены в таблице.Микроструктуру и механические свойства определяли на штабиках по ГОСТ 9391- 80, ГОСТ 20017-74, ГОСТ 20019-74.Кст определяли как отношение времени резания исследуемой пластиной до износа по задней грани пэ = 0,8 мм к времени резания эталонной пластиной до такого же износа. В качестве этанола была использована пластина из сплава по прототипу (и. 12).Условия испытания:Обрабатываемый материал - чугун ХНМГ твердостью НВ 250. Условия работы резца- черновая обточка по корке, скорость резания - 88 м/мин, сечение среза 12 х 1,12 мм /об, Коэффициент вариации рассчитывали по формуле:Кст =100%,пст и - 1о - . дисперсия величины Кст,Кст - среднее арифметическое величины Кст;Кст - определялосьфкак тп 1 п из 5 значений(п 5).Как видно из данных таблицы, предлагаемый спеченный твердый сплав (см. пп.1-4, 10, 11) обладает более высоким уровнем механических свойств, а также эксплуатационных свойств и их стабильностью, чем сплав по прототипу (см. и, 12).1838442 Выход эа заявленные пределы (см. пп.5-9) приходит к снижению уровня и стабильности механических и эксплуатационных свойств сплава.Формула изобретения Спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама с фракциями 0,5 - 1,5 мкм, 1,5-2,5 мкм, 2,5-3,5 мкм, 3,5-7,0 мкм и средним размером зерна 1,7-2,7, содержащий 4-10 мас,. кобальта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, он содержит фракции в следующем соотношении, об. :5 Фракция 0,5-1,5 мкм 20-37Фракция 1,5-2,5 мкм 40-52 Фракция 2,5-3,5 мкм 11-30 Фракция 3,5-7,0 мкм 2-12 Свойства сплава Состав сила Средний ва размер зерна Ю/С. мкм 0,5.1,5 мкмпредел прочности при нзти 6 е. МПа ВС в 6 д Со 1 а 1 С+4Со ВС+10 7 в Со %С+6% Со составитель М. РощинТехред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец Редактор С, Кулакова Заказ 2907 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 2 Э 4 5 6 7 8 9 СО 11 12 1 протатнп) 1,7 2.7 2.0 г,г 3.0 1,4 2,2 2.01.6 2.0 2.2 1,7 37 20 25 24 20 37 17 40 30 30 20 44 46 48 52 40 40 50 40 385447 46 46