Шихта для получения спеченного твердого сплава на основе порошка карбида вольфрама

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к составам шихт для получения спеченных твердых сплавов. Шихта на основе карбидов содержит связующее - порошок кобальта фракции 0,5 - 5 мкм в количестве 6 - 20 мас. %. Соотношение компонентов в карбидной фазе: карбид вольфрама фракции менее 2,5 мкм - 28 - 59 мас.%, карбид вольфрама фракции 4 - 30 мкм 38 - 69 мас. % , карбид тантала фракции не более 2,0 мкм 1,5 - 6,0 мас.%. Стойкость инструмента, оснащенного сплавом, изготовленным из предлагаемой шихты, в условиях ударных нагрузок увеличивается на 30 - 40%. 1 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам шихты для изготовления спеченного твердого сплава на основе порошка карбида вольфрама, применяемого для изготовления инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок. Целью изобретения является повышение износостойкости твердого сплава при ударных нагрузках. Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения спеченного твердого сплава на основе порошка карбида вольфрама, содержащего фракции менее 2,5 мкм и 4-30 мкм, содержащая 6-20 мас.% порошка кобальта фракции 0,5-5 мкм, шихта дополнительно содержит порошок карбида тантала фракции не более 2,0 мкм, при следующем соотношении компонентов в карбидной фазе, мас.%: Карбид вольфрама фракции менее 2,5 мкм 28-59 Карбид вольфрама фракции 4-30 мкм 38-69 Карбид тантала фракции не бо- лее 2 мкм 1,5-6,0 Основа шихты из порошка карбида вольфрама фракции менее 2,5 мкм и 4-30 мкм обеспечивает получение сплава с карбидной фазой, обладающей полидисперсной (бимодальной) структурой, состоящей из двух фракций зерен карбида вольфрама резко различных по размерам и представляющей собой два вложенных друг в друга карбидных "скелета". Крупнозернистый "скелет" в сочетании с добавкой карбида тантала обеспечивает повышение пластической деформации сплавов, а мелкозернистый "скелет" карбида вольфрама в сочетании с добавкой карбида тантала обеспечивает повышенную износостойкость сплава. В результате износостойкость сплава при ударных нагрузках повышается. Шихту изготавливают следующим образом. Порошок карбида вольфрама получают при температуре 1450-2200^оС путем карбидизации вольфрама, восстановленного в одну или две стадии при температурах 650-900^оС и 850-1200^оС соответственно. Порошок карбида тантала получают при температуре 1600^оС путем восстановления Та₂О₅ сажей. Порошок кобальта получают восстановлением окиси кобальта при температуре 500-550^оС. Порошки карбида вольфрама, состоящие из зерен разных фракций 2,5 мкм и 4-30 мкм, карбида тантала фракции не более 2 мкм и кобальта фракции 0,5-5 мкм смешивают в определенных количествах в барабанной мельнице в течение 6-24 ч. Твердый сплав из предлагаемой шихты изготавливают по известной технологии: шихту смешивают с пластификатором, прессуют заготовки необходимой формы и спекают при Т = 1340-1450^оС. П р и м е р. Порошки карбида вольфрама фракции 1,0-2,0 мкм по массе 39% и фракции 4,0-20 мкм - 59% по массе, карбида тантала фракции менее 2 мкм - 2,0 мас.% и кобальта фракции 0,5-5 мкм - 10 мас.% смешали в барабанной мельнице при соотношении массы шаров к массе шихты 2,5:1 в течение 24 ч. Приготовленную шихту сушили, просеивали и замешивали на пластификаторе. Прессовали при удельном давлении 1200 кг/см², спекали при Т = 1420^оС. Износостойкость сплава по методу АSТМ равна 8,97 см^-3, что на 37% выше известного сплава ВК10. Степень дефектообразования полученного сплава составила 0,72 по сравнению с 0,55-0,6 для известного состава шихты. В таблице приведены составы предложенной шихты (опыты 1-6, 10, 12, 14) и свойства сплавов, полученных из указанных составов шихты в сравнении со свойствами спеченного твердого сплава, полученного из шихты известного состава (опыты 9, 11, 13, 15). Из приведенных в таблице данных следует, что твердые сплавы, изготовленные из предлагаемой шихты имеют наибольшую величину σ_{деф.изг}/σ_изг, характеризующую наименьшую интенсивность дефектообразования при деформации, обладают повышенной износостойкостью при достаточно высоком уровне пластичности. Использование предлагаемой шихты позволяет увеличить стойкость инструмента, оснащенного изготовленным из нее сплавом, в условиях ударных нагрузок на 30-40%.

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО ТВЕРДОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ ПОРОШКА КАРБИДА ВОЛЬФРАМА фракций менее 2,5 мкм и 4-30 мкм, содержащая порошок кобальта фракции 0,5-5 мкм, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости сплава при ударных нагрузках, шихта дополнительно содержит порошок карбида тантала фракции не более 2,0 мкм при соотношении компонентов в карбидной фазе, мас.%: Карбид вольфрама фракции менее 2,5 мкм - 28 - 59 Карбид вольфрама фракции 4-30 мкм - 38 - 69
Карбид тантала фракции не более 2,0 мкм - 1,5 - 6,0
и соотношении компонентов шихты, мас.%:
Порошок кобальта - 6 - 20
Порошки карбидов - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---