Спеченный твердый сплав

 

Использование: изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным твердым сплавам на основе карбида вольфрама. Сущность изобретения: предлагаемый твердый сплав имеет следующий состав, мас.%: кобальт 4,0- 20,0, ультрадисперсный оксид алюминия 0,1-0,4, карбид вольфрама остальное. 1 табл

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 29/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4812848/02 (22) 12.04,90 (46) 23.07.92, Бюл. N 27 (71) Красноярский политехнический институт (72) l0.È. Гордеев. А.A. Букэемский, А.M.

Ставер, В.Е, Редькин, Н.П. Механошина и

А.Д. Пельц (56) Патент ФРГ N- 1004383, кл., С 22 С 29/00, 1957.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным твердым сплавам, и может быть использовано для изготовления инструмента обработки металлов резанием, давлением, а также для материалов, работающих s условиях абразивного износа.

Известны твердые сплавы с повышенными эксплуатационными характеристиками, которые достигаются за счет введения в состав материала субмикронных частиц, .Известен спеченный твердый сплав с высокой теплостойкостью, состоящий -из карбида вольфрама, связующей металличе- ской фазы из одного или двух элементов из

Щ Со, Fe,.Cr, Чо в количестве 5-35 мэс.% и

1-.40 об.% дисперсных волокон А!20з, ZrOg, УгОз, Si0z или WC, однородно распределенных в матрице и имеющих небольшой размер.

Однакб использовайие дисперсных волокон увеличивает стоимость материала, не позволяет существенно увеличить проч-. ность и износостойкость сплава.

Наиболее близким по технической сущности к изобретенйю является износостойкий металлокерамический твердый сплав на основе карбида вольфрама с кобальтовой

„„5U „„1749286 А1,2 (54) СПЕЧЕННЫЙ ТВЕРДЫЙ СПЛАВ (57) Использование: изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным твердым сплавам на основе карбида вольфрама. Сущность изобретения; предлагаемый твердый сплав имеет следующий состав, мас. : кобальт 4,020,0, ультрадисперсный оксид алюми- . ния 0,1-0,4, карбид вольфрама. остальное, 1 табл, связкой; к которому для повышения износостойкости одновременно добавляют оксид циркония ZrQ и оксид тория То02 в количестве до 0,2 мас,. :

Со 3-20;

Zr02 0,01 — 3;

То02 0,1-1,5;

WC Остальное.Однако введение крупнокристалличе- ских порошков ZrOz и То02 не позволяет повысить прочность сплава.

Цель изобретения — повышение износостойкости и прочности твердого сплава;.

Указанная цель достигается тем, что сйеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама, содержащий кобальт, допол- . нительно содержит ультрадисперсные частицы оксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. ; кобальт

4,0-20,0; ультрадисперсный оксид алюминия 0,1 — 0,4; карбид вольфрама остальное, Введенные в состав материала ультрадисперсные частицы оксида алюминия (основной размер около 0,1 мкм) и их однородное распределение в кобальтовой прослойке приводит к увеличению прочности собственно связующей фазы (за счет действия мЕханизмов дисперсного упрочне1749286 ния), изменяет механизмы износа, разруше- различных скоростях продвижки и в вакууния, сопротивления сдвиговым деформаци- ме, ям как в самой прослойке, так и твердого Результаты измерений физико-механи« сплава в целом. Кроме того, используемые ческих характеристик твердых сплавов разв предлагаемом твердом сплаве ультрадис-. 5 . личного состава приведены в таблице, персные частицы оксида алюминия синтезируются в процессе взрыва, в силу чего Плотность всех составов, приведенных обладают повышенной энергонасыщенно- втаблице, изменяется в пределах значений, стью, реакционной дйффуэионной йодвиж- установленных ГОСТом, для соответствуюностью при спекании, что проявляется в 10 щих марок материалов (твердого сплава). качественном изменении межфазного взаи- Результаты измерений физико-механиче- модействия указанного "взрывного" оксида ских характеристик, приведенных в таблис компонентами твердого сплава, це, усредняются по результатам 10

В процессе спекания, наряду с диспер- измерений. .сным распределением частиц Atg03 в ко- l5 . Значейия плотности, прочностй на избальтовом связующем происходит гиб, твердости измерены в соответствии с межфазовое взаимодействие .9!С-Ajz03, требованиями ГОСТ, вязкость разрушения

"припекание" частиц друг i< другу,: ., измеряют по методу Палмквиста путем изНаличие оксикарбидных связей в струк- мерения длины трещины, распространяютуре твердого сплава, образование оксид-.20 щейся от угла, отпечатка пирамидки ных перемычек -между зернами карбида Виккерса (нагрузка 30 кгс), вносит дополнительный вклад в сопротив- Величину абразивного износа определение материала разрушению изменяет . ляют на машине трения при нагрузке 50 Н механизм образования и распространенйя при протяжке по абразивной ленте карбида трещин. В результате возрастают прочно- 25 кремния. Через каждые 10 м пути трения стные, стойкостйь1е, эксйлуатационные - определяют потерю веса, которая. принята свойства материала; за параметр йзноса. . Таким образом, использование в соста- . Иэ таблицы следует, что введение в сове.предлагаемого спеченного гвердого став материала. 0,1-0,4 мас. $ ультрадиссплава ультрадисперсных частиц оксида 30 персного оксида повышает . алюминия обеспечивает качественное и ко= износостойкость твердого сплава почти в личественное изменение свойств. два раза, способствует увеличению прочноСпособ осуществляется следующим об- сти на изгиб и изломанной вязкости: разом;, ....... Увеличение содержания оксида алюмиДля получения твердого сйлава с апти- 35 ния (более 0,4 мас.ь) нецелесообраэйо, по,мальными свойствами порошки карбида; скольку это приводит к охрупчиваниа. вольфрама, кобальта и ультрадисперсного . материала (снижению сги), оксида алюминия подвергают совместному Технико-экойомические преимущества . мокрому размолу — смешиванию в шаровой изобретения заключаются в повышении мельнице и последующему пластифициро- 40 стойкости к абразивному изйосу и прочновЬнию.4 -ным раствором синтетического стных характеристик материалов и, соответкаучука в бензине, просевус протиркой че- ственно, в увеличений срока службы рез сито. При этом состав смеси варьирует- изделий (инструмента), изготовленных иэ с я путем и зме н ен ия соде ржа н и я; предлагаемого твердого сплава: кобальтовой связки в пределах 4-207 и до- 45 Ф о р м у л а и э о б р е.т е н и я бавокультрадисперсногооксидаалюминия . Спеченный твердый сплав на основа

0,05-0.5 мас. $. . карбида вольфрама, содержаЩий кобальт, Приготовленныесмеси прессуютв виде о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью . штабиков для проведения испытаний на из- повышения износостойкости и прочности гиб; резцовых пластин формы 0227 для on- 50. сплава, он дойолнительно содержит ультраределения коэффициейта стойкости, дисперсные частицы оксида алюминия при таблеток ф 10х10 мм для измерения трещи-, следующем соотношении компонентов, ностойкости по методу Палмквиста и изно- мас,$, состойкости.., Кобальт 4,0-20,0

Спекание проводят в соответствии с 55 Ультрадисперсный технологическими инструкциями для каж- .: j оксид алюминия 0,1-0,4 дой марки сплава в среДе вбдорода при Карбид вольфрама Остальное

1749286

Составитель Ю.Гордеев

Техред М.Моргейтал Корректор О.Кравцова

Редактор Н,Гунько

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

Заказ 2566 Тираж: . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5