Спосіб одержання твердих сплавів

Спосіб одержання твердих сплавів, що включає формування заготовки, компресійне спікання у вакуумі під тиском, що не перевищує 10МПа при температурі рідкофазного спікання з наступним охолодженням до кімнатної температури, який відрізняється тим, що перед охолодженням тиск знижують до 2·10-5-1·10-4МПа, а охолодження проводять при цьому тиску зі швидкістю 50-150°C/хв. (19) (21) u200907503 (22) 17.07.2009 (24) 25.02.2010 (46) 25.02.2010, Бюл.№ 4, 2010 р. (72) ПРОКОПІВ МИКОЛА МИХАЙЛОВИЧ, ХАРЧЕНКО ОЛЕГ ВАЛЕНТИНОВИЧ, ПРОКОПІВ НАЗАР МИКОЛАЙОВИЧ, СЕРДЮК ЮРІЙ ДМИТРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ НАДТВЕРДИХ МАТЕРІАЛІВ ІМ. В.М. БАКУЛЯ НАН УКРАЇНИ, ПРОКОПІВ МИКОЛА МИХАЙЛОВИЧ, ХАРЧЕНКО ОЛЕГ ВАЛЕНТИНО 3 47725 рює нові пори, а осідаючи на границях зерен WC WC та WC - Со послаблює їх міцність. Внаслідок цього зменшується коефіцієнт в'язкості руйнування Кіс, а також знижуються експлуатаційні властивості особливо при механічній обробці металу, де діють високі температури та навантаження. До того ж газ в порах буде розширюватись та ініціювати термомеханічні навантаження. В основу корисної моделі покладено завдання такого вдосконалення способу одержання твердих сплавів, при якому забезпечується зменшення залишкової пористості сплаву, підвищення коефіцієнта в'язкості руйнування К1С, внаслідок чого підвищується стійкість інструменту виготовленого із цього сплаву при експлуатації. Для цього у способі одержання твердих сплавів, який включає формування заготовки, компресійне спікання під тиском газу, що не перевищує 10МПа при температурі рідкофазного спікання з наступним охолодженням, згідно корисної моделі перед охолодженням тиск газу знижують до 2·10-5-4 1·10 МПа, а охолодження проводять при цьому ж тиску до кімнатної температури зі швидкістю 50150град./хв.. В результаті проведення охолодження згідно пропонованого способу газ, який знаходився в об'ємі сплаву, витягується на поверхню спеченого сплаву, і таким чином зменшується залишкова пористість та напруження в його структурі. Як наслідок, покращується контакт зерен WC - WC, підвищується коефіцієнт в'язкості руйнування К1C на 0,9МПа·м1/2 та на 25-30% експлуатаційні властивості. Пропонований нами спосіб здійснюється наступним чином. Приклад 1 На графітову тарілку діаметром 180мм укладають сформовані з твердосплавного порошку заготовки розміром 6,3x6,3x44мм. Після закриття печі, відкачують з неї повітря і створюють вакуум -4 р=2·10 МПа. Після цього включають нагрів і піднімають температуру зі швидкістю 25град/хв. При 4 температурі 600°С±10°С витримують зразки впродовж 30хв., а потім нагрівають зі швидкістю 20град/хв., до 1000°С. Проводять витримку при цій температурі впродовж 30хв., а потім піднімають температуру до 1370°С із швидкістю 25град/хв. При температурі спікання сплаву 1370°С та вакуу-4 мі р=2·10 МПа витримують - 10хв. для отримання закритої пористості спеченого сплаву і напускають газ (аргон) об'ємом печі до тиску р=3,0МПа. При досягненні тиску р=3,0МПа і температури спікання 1370°С витримують зразки 20хв. Після закінченням ізотермічної витримки відкачують газ впро-5 довж 5-10хв. до створення вакууму р=4·10 МПа і проводять охолодження, зі швидкістю 80град./хв. Охолодження у вакуумі можна проводимо від температури рідкофазного спікання, або не нижче від температури 1340°С (температура існування рідкої фази). Швидкість охолодження підтримують до температури 500°С. Коефіцієнт в'язкості руйнування визначають за стандартними методиками. Визначення стійкості отриманого з твердого сплаву інструменту проводили на заготовці із сталі 40Х з режимами різання V=68-72м/хв.; t=0,5мм; S=0,11мм/об. Спосіб було реалізовано також при граничних (приклади 2-3) і при виході за межі (приклади 4-7) пропонованих режимних параметрів, а також при однакових умовах за прототипом. Порівняльні характеристики сплаву спеченого за пропонованим способом зведені в таблицю, додається. Як видно з таблиці, при реалізації пропонованих в способі одержання твердих сплавів режимних параметрів, одержано твердий сплав ВК10 ОМ, показники коефіцієнта в'язкості руйнування та твердості якого в 1,1 рази перевищують відповідні показники твердого сплаву ВК10 ОМ, одержаного за способом, який взято як прототип, а стійкість, виготовленого з цього сплаву різального інструменту, збільшилась в 1,2 рази. Спосіб прийнятний для спікання всіх марок твердих сплавів. Таблиця 1 Об'єкт випробувань № п/п Пропонований спосіб 1 2 3 4 5 6 7 Спосіб за прототипом 8 Режим охолодження Коефіцієнт в'язТвердість HV Стійкість кості руйнування Тиск при охоло- Швидкість охоло(30) пластин, хв. 1/2 К1С, МПа·м дженні дження град./хв. 4·10-5МПа 80 14,7 14,5 44 -5 2·10 МПа 50 13,9 14,0 40 1·10-4МПа 150 14,2 14,0 40 2·10-4МПа 10 13,5 13,5 35 2·10-4МПа 160 13,9 13,7 36 -5 1·10 МПа 10 13,5 13,6 36 -5 1·10 МПа 160 13,5 13,7 36 5МПа Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне 12,8 13,9 35 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601