Способ изготовления твердосплавного инструмента

 

Изобретение относится к порошковой металлургии , в частности к способам получения твердосплавных изделий. Цель изобретения - повышение прочности и равноилотности изделий. Порошки твердого сплава и связующего, в качестве которого используют твердофазные термопластичные полимеры класса метакрилатов в количестве 2-3 мас.%, совместно виброобрабатывают в течение 2-3 ч до завершения механокрекинга полимера, затем прессуют, полученную прессовку термообрабатывают, механически обрабатывают и спекают с выдержкой при 600-700°С для удаления связующего . 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4731228/02 (22) 22.06.89 (46) 23.09.91, Бюл. ¹ 35 (71) Дальневосточный политехнический институт им, В.В. Куйбышева (72) В.Г. Чернышев, В.С. Фоменко, С.Б. Никифорова, Г.Л. Каяк и С,В, Щеголихин (53) 621,762.34(088.8) (56) Патент США ¹ 4491559, кл, В 22 F 3/00, 1982.

Патент США № 4609527, кл, В 22 F 1/00, 1985. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения твердосплавных изделий.

Цель изобретения — повышение прочности и равноплотности инструмента, Способ осуществляют следующим образом, Проводят совместную виброобработку порошков твердого сплава и связующего для равномерного распределения связующего по поверхности частиц твердого сплава, В качестве связующего используют твердофазные термопластичные полимеры класса метакрилатов, Химическая формула

СНЗ (СН2 g )п

C00R

Затем прессуют заготовки, которые термически обрабатывают для повышения прочности. Формовки подвергают механической обработке для придания необходи,, Ж,„, 1678527 А1 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения твердосплавных изделий. Цель изобретения — повышение прочности и равноплотности изделий, Порошки твердого сплава и связующего, в качестве которого используют твердофазные термопластичные полимеры класса метакрилатов в количестве 2-3 мас.%, совместно виброобрабатывают в течение 2-3 ч до завершения механокрекинга полимера, затем прессуют, полученную прессовку термообрабатывают, механически обрабатывают и спекают с выдержкой при 600 — 700 С для удаления связующего. 3 табл. мой формы и размеров. Спекание проводят ступенчато с выдержкой при температуре отгонки связующего, Пример. В герметичный контейнер загружают порошок твердого сплава марки

ВК6 и связующего. Связующее вводят в количестве 2 — 3%, так при меньшем содержании полимера частицы сп аэа покрывают пленкой лишь в малой степени. При введении связующего более 3% полимер, разлагаясь во время спекания, образует газ, который, скапливаясь в закрытых порах, ведет к разупрочнению изделий. Виброобработку ведут в течение 2 — 3 ч. При виброобработке менее 2 ч процессы деструкции не идут и такая виброобработка не повышает равномерность распределения связующего по объему.

Прессование проводят на гидровличе- ., ском прессе при давлении 100-700 МПа.. -

Далее прессовки подвергают полимеризационному нагреву: выдерживают в течение

1678527

Таблица 1

Время рообра ки, ч

2 ч при 120 — 150 С. Нагрев проводят в электрической камерной печи, Затем заготовки подвергают механической обработке резанием. Отгонку связующего проводят при

600 — 700 С в атмосфере диссоциированного 5 аммиака или в вакууме. Спекание проводят в электрической вакуумной печи сопротивления при 1400 С с глубиной вакуума

5 10 мм.рт,ст. в течение 1 ч. Прочность при сжатии прессовок определяют на раз- 10 рывной машине. Плотность определяют методом гидростатического взвешивания.

Прочность прессовок для различных полимеров при различном их содержании, полученных при давлении прессовании 15

400 МПа, показана в табл. 1.

Как следует из приведенных в табл, 1 данных, прочность изделий, полученных предлагаемым способом, в среднем в 2 раза выше прочности изделий, полученных в 20 случае использования в качестве связующего полиэтилена.

Прочность полученных прессавок позволяет проводить их механическую обработку резанием, 25

Неравноплотность в направлении движения пуансона является характерной особенностью прессования. Это происходит за счет потери усилия на трение порошка о степени пресс-формы и, следовательно, его 30 убывания в направлении прессования. Для оценки убывания плотности прессовок в направлении прессования выбрана следующая методика эксперимента. В матрицу засыпают определенную порцию порошка, 35 разравнивают, а затем прокладывают пластинку толщиной 1 мм по форме матрицы.

Далее засыпают следующую порцию порошка. и опять ставят пластинку, и так несколько раз, После прессования с заданным 40 усилием полученный "слоеный пирог" разбирают и определяют плотность полученных таблеток.

Данные опытов приведены в табл. 2.

Как следует из приведенных в табл, 2 45 данных; введение полимеров виброобработкой значительно увеличивает общую плотность прессовок(с 8,4 до 10,12 г/см ) по сравнению с каучуком (8,24 г/смз), Это связано с тем, что каучук мало снижает коэффициент трения порошка друг о друга, чем затруднено перемещение частиц порошка при прессовании и, как следствие, получается низкая плотность. Виброобработанные в присутствии метакрилатов порошка твердого сплава в результате привитой полимеризации покрыты пленкой полимера, что способствует снижению коэффициента трения между ними и повышению общей плотности прессовок. В то же время снижается и коэффициент трения порошка о стенки матрицы и, следовательно, достигается более равномерная плотность в направлении прессования.

Данные по влиянию температуры выдержки при спекании прессовок на полноту удаления связующего представлены в табл. 3.

Как следует иэ данных табл. 3, удаление связующего происходит полностью при

600 — 700 С. При увеличении температуры выдержки выше 700 С приращения удаления связующего не происходит, поэтому выдержка при более высоких температурах нецелосообразна и может привести к вздутиям и короблению изделий, Формула изобретения

Способ изготовления твердосплавного инструмента, включающий введение связующего впорошок твердого сплава,,прессование смеси, термическую и механическую обработку, удаление связующего и спекание, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и равноплотности инструмента, в качестве связующего вводят твердофазные термопластичные полимеры класса метакрилатов в количестве

2-3 мас, ь, затем проводят совместную виброобработку порошков твердого сплава и полимера до завершения механокрекинга полимера, а удаление связующего проводят при 600-700 С.

1678527

Продолжение табл,1

Плотность таблеток В К 6 (нумер правления прессования

Раз- (Стномах шеСпособ подготовки едяя (А) откло нений

Б ние

Б;А

0,11 0 012

0,10 0 012

0.09 0,009

П р и м е ч а н и е . Давление прессования 600 ЫГ|а, Таблица 3

Составитель А, Соловей

Редактор С, Пекарь Техред М.Моргентал Корректор M. Максимишинец

Заказ 3168 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ПММА 2%, 2 ч

ПММА 3%, 2 ч

ПБМА2%, 3 ч

ПВД 2о 2 ч

ПВД2%, 3 ч

Ка ч к1

8,83

8,44

9,95

10,16

9,98

S,43

8,89

8,41

9,98

10,13

9,95

8,25

8,86

8,38

9,89

10,10

9,93

8,14

8,83

8,35

9,86

10,09

9,90

8,06

8,86

8,39

9,89

10,11

9,94

8,13

8,90

8,42

9,92

10,14

9,96

3,27

8,94

8,45

9,94

10,15

9,99

8,41

8,89

8,41

9,91

10,13

9,95

8,24

0,07 0.007

009 0,009 )

037 004 )