Шихта для получения спеченного твердого сплава

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным твердым сплавам. Сущность изобретения: предложена шихта для получения спеченного твердого сплава, включающего сложный карбид вольфрама и рения при следующем соотношении компонентов шихты, мас. сложный карбид вольфрама и рения 6 15, кобальт 6 9, карбид вольфрама остальное. Сплав, полученный из предложенной шихты, обладает повышенной износостойкостью. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам шихты для изготовления спеченного твердого сплава на основе карбида вольфрама, предназначенного для изготовления инструмента для резания. Известна шихта для изготовления спеченного твердого сплава, которая содержит, мас. Карбид тугоплавкого металла 20-80 Железо, никель или кобальт 2-30 Медь, рений, родий, палладий или осмий 5-60 Недостаток известной шихты состоит в том, что сплав, изготовленный из нее, обладает недостаточной высокотемпературной твердостью при 800^оС HRA=500 кгс/мм², что не позволяет использовать его при изготовлении режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания. Наиболее близким техническим решением является шихта для изготовления спеченного твердого сплава, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас. Карбид вольфрама 82-95 Рений 2-9 Кобальт 3-9 Недостаток известной шихты состоит в том, что при ее спекании идет перекристаллизация карбида через жидкую фазу со значительным укрупнением зерна (до 2,0-2,5 мкм), которое приводит к снижению твердости и износостойкости сплава при резании. Целью изобретения является повышение износостойкости сплава при резании. Для достижения поставленной цели шихта для получения спеченного твердого сплава, содержащая карбид вольфрама, рений и кобальт, рений содержит в виде сложного карбида вольфрама и рения при содержании в нем рения не более 85% и следующих соотношениях компонентов шихты, мас. Сложный карбид вольфрама и рения 6-15 Кобальт 6-9 Карбид вольфрама Остальное Такая композиция шихты позволяет еще в процессе нагрева до температуры жидкофазного спекания образовать твердый раствор (Со, Re)W, C с предельным содержанием W и С, превышающий содержание этих элементов в эвтектике WC + (Re, Co) (12-15 мас. WC). При этом содержащийся в шихте WC, термодинамически более стабильный, чем (RE, W)C, не расходуется на образование твердого раствора (Со, RE)W,C. При образовании эвтектического расплава в таких условиях и последующем нагреве уменьшается вероятность возникновения дальнодействующих градиентов химического потенциала, а поэтому процесс роста зерен WC по механизму растворение-диффузия-осаждение оказывается заторможенным. Это позволяет получить более мелкозернистую структуру и, как следствие, повысить общую износостойкость сплава. Содержание в шихте менее 6 мас. сложного карбида (W, Re)С не обеспечивает достаточной жаропрочности связывающей фазы, и как следствие не приводит к повышению износостойкости сплава и в целом. Концентрация (W, Re)C более 15 мас. приводит к заметному падению пластичности сплава, поскольку рений снижает пластические свойства связки, что в целом не позволит использовать сплав в условиях ударных нагрузок. Увеличение концентрации рения в сложном карбиде до более 85% снижает концентрацию вольфрама в связующей фазе и способствует растворению наиболее мелкой фракции зерен WC, что приводит к увеличению среднего размера зерна карбида вольфрама и, как следствие, уменьшает износостойкость сплава при резании. При получении шихты предварительно готовят сложный карбид (Re, WC) либо совместным спеканием с сажей и Re, либо могут быть использованы порошки W-Re-сплавов. Исходные компоненты в заданных соотношениях размалывают в шаровой мельнице и приемами порошковой металлургии получают сплав необходимого состава. В таблице представлены результаты испытаний сплавов, изготовленных из предлагаемой шихты (опыты 1-4) и из шихты известного состава (опыты 7 и 8). В опытах 1, 3 и 4 сплавы изготавливали из шихты, содержащей тройной карбид )TE, W)C, полученный совместным спеканием с сажей вольфрама и рения. В опытах 2, 3 и 6 применяли карбид (W, Re)C, полученный после карбидизации порошка W-Re сплава. Испытания режущих пластин, приготовленных из шихт указанного состава, проводили в производственных условиях при обработке материала ДВП при скорости резания V 400-600 м/мин, подаче 0,1-0,2 мм на зуб. Критерием износостойкости служила сравнительная длина пути резания при одинаковых режимах и технологический критерий по качеству обработки материала. Как следует из данных таблицы, износостойкость сплавов, изготовленных из предлагаемой шихты, содержащей сложный вольфрам-рениевый карбид, выше на 20-40% чем прототипа, изготовленного из известной шихты WC, Re, Co и базового образца.

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО ТВЕРДОГО СПЛАВА, содержащая карбид вольфрама, кобальт и рений, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости сплава, шихта содержит рений в виде сложного карбида вольфрама и рения при содержании в нем рения не более 85% и следующем соотношении компонентов шихты, мас. Сложный карбид вольфрама и рения 6 15 Кобальт 6 9 Карбид вольфрама Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1