Износостойкое изделие и способ его получения

 

Изобретение относится к области износостойких изделий инструментального назначения и способов их получения. Сущность изобретения: предложено износостойкое изделие, состоящее из несущей металлической основы, износостойкого элемента, содержащего порошкообразный тугоплавкий материал и металлической пропитки с температурой плавления ниже температуры плавления металла основы, характеризующееся тем, что оно дополнительно содержит кристаллизованный слой из сплава металла пропитки с металлом основы, расположенный на границе соединения износостойкого элемента с несущей металлической основой. Предложен также способ получения износостойкого изделия, включающий нанесение на поверхность несущей металлической основы слоя порошкообразного тугоплавкого материала, соединение с основой путем его уплотнения, термической обработки и одновременной пропитки расплавом металла, температура плавления которого ниже температуры плавления металла основы, характеризующийся тем, что термическую обработку проводят в течение времени, достаточного для формирования на границе раздела износостойкого элемента и несущей металлической основы кристаллизованного слоя из сплава металла пропитки с металлом основы, соединяющего износостойкий элемент с несущей металлической основой. Пропитку расплавом металла слоя уплотненного порошкообразного тугоплавкого материала осуществляют путем плавления порошка металла пропитки в смеси с порошкообразным тугоплавким материалом. В процессе термической обработки проводят самораспространяющийся высокотемпературный синтез, а в качестве порошка металла пропитки используют смесь порошков металлов, образующих интерметаллическое соединение в процессе реакции синтеза. Уплотнение слоя порошкообразного тугоплавкого материала осуществляют спеканием тугоплавких частиц этого материала, при этом самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу подвергают смесь карбидообразующего металла и углерода, а пропитку материала осуществляют в процессе синтеза порошковой смеси карбидообразующего металла, углерода и металла пропитки. В качестве металла пропитки используют никель-хромовый сплав. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области получения слоистых материалов, изделий инструментального назначения, а более точно касается износостойких изделий и способов получения этих износостойких изделий и может быть использовано для изготовления инструментов, деталей машин и механизмов, работающих в условиях трения, абразивного износа и ударного воздействия.

Известно износостойкое изделие, содержащее износостойкий элемент на основе карбида вольфрама, соединенный с несущей металлической основой (справочник под ред. Ноймана А. и Рихтера Е. Сварка, пайка, склейка и резка металлов и сплавов. М. Металлургия, 1975 г.).

Указанное изделие имеет недостаточную прочность соединения.

Известен способ получения указанного износостойкого изделия, заключающийся в том, что износостойкий элемент соединяют с металлической основой посредством диффузионной сварки (см. там же).

Указанному способу присуща недостаточная прочность сварного шва из-за образования в нем пористости и хрупких химических соединений. Способ характеризуется также высокой трудоемкостью, что обусловлено необходимостью формирования тщательно сопряженных поверхностей соединения износостойкого элемента и основы изделия и изготовлением каждой части изделия в отдельности с последующим их соединением.

Известно износостойкое изделие, содержащее износостойкий элемент, соединенный с несущей металлической основой (патент США 3279049, класс 228-124, 1966 г.).

Указанное изделие состоит из отдельно изготовленных частей, которые после точного из сопряжения по соединяемым поверхностям, выполненным с заданной шероховатостью, соединены в изделие совместным нагревом износостойкого элемента и металлической основы в сопряженном виде. Указанная очередность операций технологии производства этого изделия создает условия значительных энергозатрат, необходимых для получения заготовок отдельных частей изделия, и делает невозможным получение изделий со сложной конфигурацией сопрягаемых поверхностей отдельных частей изделия.

Известен способ получения указанного износостойкого изделия, заключающийся в том, что износостойкий элемент соединяют с несущей металлической основой посредством термической обработки (см.там же).

В указанном способе осуществляют раздельное изготовление металлической основы и износостойкого элемента с диспергированными в него тугоплавкими частицами карбида, тщательное сопряжение соединяемых поверхностей, соединение частей изделия сопряженными поверхностями, нагрев частей изделия в вакууме до температуры плавления металла, образующего матрицу износостойкого элемента изделия, выдержку, достаточную для достижения эффекта плавления, и охлаждения до комнатной температуры. При этом прочное соединение частей изделия может быть получено лишь при заданной шероховатости сопряженных поверхностей, которые должны быть матовыми. Все это усложняет способ, делает трудоемким и недостаточно производительным, усложняет технологическую оснастку способа.

В основу предлагаемого изобретения была положена задача создания износостойкого изделия, которое было бы выполнено, таким образом, что позволило бы значительно снизить трудоемкость технологического процесса получения изделия и расширить возможности по производству изделий со сложной конфигурацией формы, и разработки способа получения указанного износостойкого изделия, в котором были бы предусмотрены такие операции по соединению износостойкого элемента с несущей металлической основой, которые позволили бы значительно упростить способ, сделать его менее трудоемким и достаточно производительным и упростить технологическую оснастку способа.

Это достигается тем, что в износостойком изделии, содержащем износостойкий элемент, соединенный с несущей металлической основой, согласно предлагаемому изобретению износостойкий элемент содержит порошкообразный тугоплавкий материал с металлической пропиткой, температура плавления которой ниже температуры плавления металла основы, на участке соединения износостойкого элемента с несущей металлической основой между ними имеется кристаллизованный слой из сплава металла пропитки с металлом основы, соединяющий износостойкий элемент с несущей металлической основой, в результате чего износостойкий элемент, кристаллизованный слой и несущая металлическая основа образуют монолит.

Это достигается также тем, что в способе получения указанного износостойкого изделия, заключающегося в том, что износостойкий элемент соединяют с несущей металлической основой посредством термической обработки, согласно предлагаемому изобретению на поверхность несущей металлической основы наносят слой порошкообразного тугоплавкого материала и уплотняют последний, формируя заготовку износостойкого элемента, а во время термической обработки уплотненный порошкообразный тугоплавкий материал пропитывают расплавом металла, температура плавления которого ниже температуры плавления металла основы, и выдерживают в течение времени, достаточного для формирования на границе раздела износостойкого элемента и несущей металлической основы кристаллизованного слоя из сплава металла пропитки с металлом основы, соединяющего износостойкий элемент с несущей металлической основой, образуя единую монолитную структуру изделия.

Преимущества указанного способа и упомянутого износостойкого изделия, полученного этим способом, заключаются в уменьшении трудоемкости и энергозатрат, большей экспрессности и более прочной технологической оснастке, так как в нем отсутствуют энерго- и трудоемкие операции по механической обработке сопрягаемых поверхностей изделия, устранена необходимость предварительного спекания износостойких элементов изделия. При этом сохраняется износостойкость и прочность соединения его частей.

Пропитку расплавом металла уплотненного порошкообразного тугоплавкого материала можно осуществить путем плавления порошка металла пропитки в смеси с порошкообразным тугоплавким материалом.

В качестве порошка металла пропитки можно использовать смесь порошков металлов, образующих интреметаллическое соединение в процессе реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, который инициируют.

Разумно, чтобы уплотнение слоя порошкообразного тугоплавкого материала осуществляли путем спекания тугоплавких частиц этого материала.

Пропитку расплавом металла уплотненного слоя порошкообразного тугоплавкого материала можно осуществить путем плавления пластины из металла пропитки, помещаемой на уплотненный слой порошкообразного тугоплавкого материала.

Желательно, чтобы порошкообразный тугоплавкий материал получали одновременно с его спеканием в процессе реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза тугоплавких частиц в порошковой смеси карбидообразующего металла и углерода.

Целесообразно, чтобы пропитку расплавом металла слоя уплотненного порошкообразного тугоплавкого материала осуществляли в процессе реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза тугоплавких частиц в порошковой смеси карбидообразующего металла, углерода и металла пропитки.

В качестве металла пропитки можно использовать никель-хромовый сплав.

Таким образом, преимуществами предлагаемого износостойкого изделия и предлагаемого способа его получения являются достижение повышенных значений прочности и твердости износостойкого элемента изделия при сохранении прочности соединения этого элемента с металлической основой более простыми и менее трудоемкими приемами и расширение номенклатуры износостойких изделий.

Предлагаемое изобретение поясняется описанием конкретных примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами.

Фиг. 1 изображает износостойкое изделие, полученное первым вариантом выполнения предлагаемого способа (продольный разрез); фиг.2 микрофотографию продольного сечения изделия по фиг.1; фиг.3 заготовку износостойкого изделия по фиг.1 (продольный разрез); фиг. 4 износостойкое изделие, полученное вторым вариантом выполнения предлагаемого способа (продольный разрез); фиг. 5 заготовку износостойкого изделия, полученного третьим (четвертым) вариантом выполнения предлагаемого способа (продольный разрез); фиг.6 износостойкое изделие, полученное из заготовки по фиг.5 и по пятому варианту выполнения способа (продольный разрез).

Предлагаемое износостойкое изделие содержит износостойкий элемент 1 (фиг.1), соединенный с несущей металлической основой 2. Износостойкий элемент 1 содержит порошкообразный тугоплавкий материал с металлической пропиткой, температура плавления которой ниже температуры плавления металла основы 2. На участке соединения износостойкого элемента 1 с несущей металлической основой 2 между ними имеется кристаллизованный слой 3 из сплава металла пропитки и металла основы 2, соединяющий износостойкий элемент 1 с несущей металлической основой 2, в результате чего износостойкий элемент 1, кристаллизованный слой 3 и несущая металлическая основа 2 образуют монолит, что наглядно видно на фиг.2.

Предлагаемый способ получения указанного износостойкого изделия заключается в том, что износостойкий элемент 1 (фиг.1) соединяют с несущей металлической основой 2 посредством термической обработки. Для этого на поверхность несущей металлической основы 2 (фиг.3) наносят слой 4 порошкообразного тугоплавкого материала и уплотняют последний, формируя заготовку износостойкого элемента 1 (фиг.1), а во время термической обработки уплотненный порошкообразный тугоплавкий материал пропитывают расплавом металла, температура плавления которого ниже температуры плавления металла основы 2, и выдерживают в течение времени, достаточного для формирования на границе раздела износостойкого элемента 1 и несущей металлической основы 2 кристаллизованного слоя 3 из сплава металла пропитки с металлом основы, соединяющего износостойкий элемент 1 с несущей металлической основой 2, образуя единую монолитную структуру изделия (фиг.2).

В качестве металла основы 2 может быть использована сталь и любые другие металлы и сплавы с температурой плавления, превышающей температуру плавления металла пропитки.

В качестве порошкообразного тугоплавкого материала могут быть использованы карбиды, нитриды, бориды, алмазный порошок, например, карбиды титана, хрома, вольфрама и так далее.

В качестве металла пропитки могут быть использованы как чистые металлы (железо, никель, алюминий, медь, хром и так далее), так и их сплавы, например, никель-хромовый сплав.

В первом варианте выполнения предлагаемого способа, по которому получают изделие по фиг.1, пропитку расплавом слоя уплотненного порошкообразного тугоплавкого материала осуществляют путем плавления порошка металла пропитки в смеси с порошкообразным тугоплавким материалом.

Равномерное распределение порошка металла пропитки в указанном слое 4 (фиг.3) среди множества тугоплавких частиц в сочетании с применяемым уплотнением слоя 4 обеспечивает при нагреве эффективное заполнение расплавом металла пропитки пространства между тугоплавкими частицами, а также пространства между этими частицами и поверхностью металлической основы 2.

Таким образом, повышается прочность соединения износостойкого элемента 1 (фиг.1) с металлической основой 2 изделия.

В качестве порошка металла пропитки можно использовать порошок никелевого сплава, в качестве металла основы 2-сталь, а в качестве порошка тугоплавкого материала порошок карбида титана.

Второй вариант выполнения предлагаемого способа, по которому получают изделие по фиг.4, выполняют аналогично первому варианту выполнения способа.

Отличие заключается в том, что в этом варианте выполнения способа в качестве порошка металла пропитки используют смесь порошков металлов, образующих интерметаллическое соединение в процессе реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, которую инициируют.

Указанный вариант выполнения способа позволяет снизить энергозатраты, так как часть тепла, необходимого для нагрева до плавления металла пропитки, образуется в результате указанного синтеза интерметаллического соединения, который инициируется за счет менее значительного общего разогрева износостойкого элемента 5 и несущей металлической основы 6 изделия и локального дополнительного подогрева смеси термореагирующих с образованием интерметаллического соединения порошков. Большая скорость химической реакции ускоряет осуществление способа и за счет уплотнения обеспечивается сплошное соединение образовавшегося интерметаллического соединения, содержащего тугоплавкие частицы, с металлической основой 6.

В качестве металла пропитки можно использовать порошки алюминия и никеля, в качестве металла основы 6 сталь, а в качестве порошкообразного тугоплавкого материала карбид титана. Используют пресс-форму 7 и пуансон 8.

Третий вариант выполнения способа осуществляют аналогично первому варианту выполнения способа.

Отличие заключается в том, что при получении заготовки износостойкого изделия, представленного на фиг.5, уплотнение слоя 9 порошкообразного тугоплавкого материала, помещенного на несущую металлическую основу 10, осуществляют путем спекания тугоплавких частиц этого материала, а пропитку расплавом металла уплотненного слоя 9 порошкообразного тугоплавкого материала осуществляют путем плавления пластины 11 из металла пропитки, помещаемой на уплотненный слой 9 порошкообразного тугоплавкого материала.

Это позволяет повысить изоносостойкость за счет увеличения количества тугоплавких частиц в единице объема износостойкого элемента 12 (фиг.6) и получения элемента 12 из множества жестко и непосредственно взаимосвязанных тугоплавких частиц, в последующем пропитанных и скрепленных с металлической основой 10 металлом пропитки посредством образования кристаллизованного слоя 13.

В качестве порошкообразного тугоплавкого материала можно использовать карбид титана, а в качестве металла основы 10 сталь, а в качестве металла пропитки никель-хромовый сплав.

Четвертый вариант предлагаемого способа выполняют аналогично третьему варианту выполнения способа.

Отличие заключается в том, что порошкообразный тугоплавкий материал получают одновременно с его спеканием в процессе реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза частиц тугоплавкого материала в порошковой смеси карбидообразующего металла (карбида титана) и углерода (сажи).

Все это обеспечивает дополнительное энергосбережение и упрощение технологии, так как спекание слоя тугоплавких частиц путем их самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в порошковой смеси осуществляют в воздушной среде. Сочетание этого синтеза с уплотнением неостывших тугоплавких частиц позволяет получить износостойкий элемент 12 из множества жестко и непосредственно взаимосвязанных частиц карбида титана, которое обеспечивает изделию повышенную твердость и износостойкость.

Пятый вариант выполнения способа осуществляют аналогично четвертому варианту выполнения способа.

Отличие заключается в том, что пропитку расплавом металла слоя уплотненного порошкообразного тугоплавкого материала осуществляют в процессе реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза тугоплавких частиц в порошковой смеси карбидообразующего металла, углерода и металла пропитки.

Синтез осуществляют непосредственно на поверхности стальной основы 10 (фиг. 6), высокая температура разогрева продукта реакции синтеза приводит к плавлению порошка металла пропитки, пропитке расплавом металла, образовавшегося в результате синтеза множества мелких частиц тугоплавкого материала, и соединению полученного износостойкого элемента 12 со стальной основой 10 посредством образования кристаллизованного слоя 13.

В качестве компонентов термореагирующей порошковой смеси могут быть взяты карбидообразующий металл титан, углерод в виде сажи и порошок сплава никеля с хромом.

Ниже приведены конкретные примеры получения износостойкого элемента предлагаемым способом.

Пример 1. По первому варианту выполнения способа изделие получают следующим образом.

Порошки карбида титана, никеля и хрома в весовом соотношении 50:40:10 смешивают в вибросмесителе со стальными шарами в течение четырех часов. В готовую порошкообразную смесь вводят пластификатор порошкообразной смеси в виде раствора каучука в бензине в количестве, обеспечивающем полное и равномерное смачивание частиц этой смеси. После испарения большей части растворителя порошкообразную смесь помещают в пресс-форму, изготовленную по форме обводов износостойкого элемента 1 (фиг.1) изделия, и прессуют с усилием 1-2 т/см². Под действием пластификатора образовавшийся слой 4 (фиг.3) уплотненной порошкообразной смеси сохраняет форму и его помещают на поверхность несущей стальной основы 2. Перед формированием износостойкого элемента 1 (фиг. 1) и его соединения с металлической основой 2 изделия указанный уплотненный слой 4 (фиг.3) порошкообразной смеси дополнительно сушат при остаточном давлении 10^-1 мм рт.ст. в течение двух часов при температуре 300^oC, формируя заготовку износостойкого элемента 1.

Далее стальную основу 2 с размещенным на ее поверхности уплотненным слоем 4 порошкообразной смеси помещают в вакуумную печь и при остаточном давлении 10^-3 10^-4 мм рт.ст. и нагревают до максимальной температуры 1350^oC. При температуре 1240^oC внутри порошкообразного слоя появляется жидкая фаза за счет контактного плавления соприкасающихся частиц никеля и хрома. При дальнейшем нагреве количество эвтектического расплава увеличивается, а его вязкость уменьшается. Происходит растекание расплава по объему слоя 4, смачивание расплавом частиц карбида титана и их сближение под действием капиллярных сил. Пористость слоя 4 уменьшается от 30-40% объема до 0,2-0,5 объема и менее, то есть его объем уменьшается, что видно на фиг.1.

Одновременно на границе раздела слоя 4 со стальной основой 2 происходит формирование контактной зоны. Расплав никеля с хромом эвтектического состава из слоя 4 достигает поверхности основы 2. В результате на этой поверхности образуется твердый раствор состава железо-никель-хром, который при 1327^oC плавится и перемешивается с расплавом эвтектического состава системы никель- хром. В зависимости от температуры нагрева формируется более или менее широкая жидкая прослойка, которая при последующем охлаждении кристаллизуется, образуя кристаллизованный слой 3, в виде отчетливо различимой на микрофотографии светлой полосы (фиг.2).

Этот слой 3 (фиг.1) имеет среднюю твердость между твердостью стальной пластины 2 и износостойким элементом 1 изделия (смотри нижеприведенную таблицу).

При таком жидкофазном спекании карбидосоржащей части происходит ее усадка на величину, определяемую величиной начальной пористости слоя указанной порошкообразной смеси. Для получения заданного размера карбидосоржащей части изделия размеры слоя 4 уплотненного при спекании порошкообразной смеси увеличивают на расчетную величину (фиг.3) относительно размеров основы 2 изделия. Прочность соединения стальной основы 2 с износостойким элементом 1 (см. таблицу) превышает прочность паяного шва при пайке припоями, которая составляет 150-200 МПа.

В таблице приведены характеристики кристаллизованного слоя 3, твердости и прочности соединений порошкообразного тугоплавкого материала со сталями различных марок, полученные вышеописанным способом.

Таким образом, предлагаемым способом получают износостойкое изделие, представленное на фиг.1, за одну технологическую операцию термической обработки с повышенной твердостью износостойкого элемента при сохранении высокой прочности соединения этого элемента 1 с металлической основой 2.

Пример 2. Во втором варианте выполнения предлагаемого способа все основные операции осуществляют, как описано в примере 1.

В качестве металла пропитки, как описано выше, берут порошки алюминия и никеля в соотношении 13:83 вес. которые тщательно перемешивают. Далее в указанную смесь добавляют 50 объемных процентов карбида титана и после дополнительного перемешивания образовавшийся состав помещают в пресс-форму 7 (фиг. 4), внутренние боковые обводы которой повторяют форму износостойкого элемента 5 изделия, а дно пресс-формы 7 образовано поверхностью соединения несущей стальной основы 6 с формируемым износостойким элементом 5. Смесь порошков никеля, алюминия и карбида титана прессуют до пористости 25-30% Далее пресс-форму 7 и основу 6 изделия нагреваю до температуры 450^oC. После этого прикладывают к пуансону 8 пресс-формы повторное давление 1 т/см², которое инициирует реакцию синтеза соединения NiAl. Температура смеси при этом повышается примерно на 1500^oC, и образующийся расплав этого соединения под действием давления заполняет поры между частицами карбида титана, а также между поверхностью основы 6 изделия и частицами карбида титана и после охлаждения кристаллизуется с образованием прочного соединения. Твердость и износостойкость при прочих равных условиях пропорциональна доле объема износостойкого элемента 5 изделия, которую занимают тугоплавкие частицы.

Применение в качестве металла пропитки интерметаллического соединения позволяет дополнительно повысить прочность и твердость элемента с 800 МПа на изгиб до 1000-1100 МПа, с 60 HRC до 65 HRC.

Приведенные примеры позволяют ввести, например, карбид титана не более 50% от объема износостойкого элемента.

Для дальнейшего увеличения твердости и износостойкости изделий, полученных предлагаемым способом, необходимо увеличить объемное содержание тугоплавких частиц.

Пример 3. Основные операции по третьему варианту выполнения способа осуществляют, как описано в примере 1.

Отличие заключается в том, что уплотненный под давлением 1 т/см² слой порошка карбида титана спекают в вакууме 5·10^-5 мм рт.ст. при 2000^oC в течение двух часов. Образовавшийся в результате слой 9 (фиг.5), который содержит 80% карбида титана в единице объема, помещают на поверхность стальной пластины 10 изделия и на поверхность указанного слоя 9 помещают пластину 11 из никель-хромового сплава заданного объема. Нагрев и выдержку стальной основы 10 с последовательно размещенными на ней слоя 9 и пластины 11 из никель-хромового сплава осуществляют в вакууме или в среде инертного газа.

Полученная прочность износостойкого элемента 12 (фиг.6) изделия составляет 1200 МПа.

Пример 4. Основные операции по четвертому варианту выполнения способа осуществляют, как описано в примере 3.

Слой 9 (фиг. 5) с повышенной объемной долей карбида титана получают из смеси порошка титана и сажи, в соотношении 50-50 (ат.), которую прессуют в пресс-форме, повторяющей форму износостойкого элемента 12 (фиг.6) изделия, с усилием 0,75 т/см² путем инициирования реакции синтеза карбида титана одним из известных способов (например, поджигом нагретой вольфрамовой спиралью).

Непосредственно после синтеза раскаленный слой 9 (фиг.5) из множества частиц карбида титана может быть дополнительно уплотнен с сохранением остаточной сквозной пористости для пропитки металлом. Полученный слой 9 из множества спеченных частиц карбида титана помещают на поверхность стальной основы 10 изделия и на поверхность этого слоя 9 помещают пластину 11 из никель-хромового сплава. Далее нагрев и выдержку осуществляют по описанной выше в примере 3 технологии.

Полученное таким образом изделие при объемном содержании частиц карбида титана в износостойком элементе 12 (фиг.6) до 80% обладает твердостью 67 HRC и прочностью 1250 МПа.

Пример 5. Все основные операции по пятому варианту выполнения способа осуществляют, как описано в примере 4.

Отличие заключается в том, что тугоплавкие частицы образуют путем синтеза в смеси порошков титана и углерода, пропитка слоя твердых частиц осуществляется при плавлении порошка металла, например, смеси порошков никеля и хрома, диспергированной в составе смеси порошков титана и углерода. При этом смесь карбидообразующих порошков титана и углерода и порошка металла пропитки уплотняют на поверхности стальной основы 10 (фиг.6) изделия с усилием давления пресса, указанным выше. Форма слоя этих порошков, образующего далее износостойкий элемент 12 изделия, задается пресс-формой, дном которой является указанная поверхность стальной основы 10 изделия. В такой пресс-форме после уплотнения инициируют так же, как и в предыдущих примерах, реакцию синтеза карбида титана. Высокая температура синтеза (до 3000^oC), значительно превышающая температуру плавления смеси порошков никеля и хрома, в сочетании со скоротечностью реакции синтеза и дополнительным давлением на продукты реакции обеспечивают быстрое формирование беспористой части изделия из износостойкого элемента 12, состоящего из множества частиц карбида титана с их объемным содержанием до 100% то есть с высокой твердостью, и прочно соединенного посредством кристаллизованного слоя 13 с основой 10 изделия.

Полученный таким образом на поверхности стальной основы 10 износостойкий элемент 12 может содержать от 50 до 100 объемных процентов карбида титана, то есть его твердость может составлять величину до 75-78 HRC.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать предлагаемые изделия различного назначения, такие как режущий инструмент для переработки пищевых (мясных) продуктов, для переработки пластмасс и твердых отходов химических производств, дереворежущий инструмент, инструмент для металлообработки, вставки в буровые ключи, износостойкие кольца уплотнительных устройств, подшипники скольжения, горнорежущий инструмент и так далее.

Формула изобретения

1. Износостойкое изделие, состоящее из несущей металлической основы, износостойкого элемента, содержащего порошкообразный тугоплавкий материал, и металлической пропитки с температурой плавления металла основы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит кристаллизованный слой из сплава металла пропитки с металлом основы, расположенный на границе соединения износостойкого элемента с несущей металлической основой.

2. Способ получения износостойкого изделия, включающий нанесение на поверхность несущей металлической основы слоя порошкообразного тугоплавкого материала, соединение с основой путем его уплотнения, термической обработки и одновременной пропитки расплавом металла, температура плавления которого ниже температуры плавления металла основы, отличающийся тем, что термическую обработку проводят в течение времени, достаточного для формирования на границе раздела износостойкого элемента и несущей металлической основы кристаллизованного слоя из сплава металла пропитки с металлом основы, соединяющего износостойкий элемент с несущей металлической основой.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что пропитку расплавом металла слоя уплотненного порошкообразного тугоплавкого материала осуществляют путем плавления порошка металла пропитки в смеси с порошкообразным тугоплавким материалом.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в процессе термической обработки проводят самораспространяющийся высокотемпературный синтез, а в качестве порошка металла пропитки используют смесь порошков металлов, образующих интерметаллическое соединение в процессе реакции синтеза.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что уплотнение слоя порошкообразного тугоплавкого материала осуществляют спеканием тугоплавких частиц этого материала.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу подвергают смесь карбидообразующего металла и углерода.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что пропитку расплавом металла слоя уплотненного порошокообразного тугоплавкого материала осуществляют в процессе реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза порошковой смеси карбидообразующего металла, углерода и металла пропитки.

8. Способ по пп. 2 7, отличающийся тем, что в качестве металла пропитки используют никель-хромовый сплав.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7