Спосіб регенерації твердосплавних виробів з припоєм на основі міді

Спосіб регенерації твердосплавних виробів з припоєм на основі міді, згідно з яким на поверхню, що обробляється, впливають хімічними реагентами, який відрізняється тим, що в якості хімічних реагентів використовують водневе газове середовище при температурі 1250-1400°С протягом 2,0¸5,0 годин. (19) (21) 98074132 (22) 28.07.1998 (24) 15.12.2000 (33) UA (46) 15.12.2000, Бюл. № 7, 2000 р. (72) Бондаренко Володимир Петрович, Мартинова Людмила Михайлівна (73) ІНСТИТУТ НАДТВЕРДИ Х МАТЕРІАЛІВ ІМ. В.М. БАКУЛЯ НАН УКРАЇНИ 31279 тяться у повітрі. Водневі атоми, які розчиняються у металі, розміщуються між вузлами кристалічної гратки. Розчинність водню падає із зниженням температури. При затвердінні починається стрибкоподібне зниження вмісту водню. Розчинність водню у твердій міді обумовлює певні напруги у її кристалічній гратці. Особливо негативно водень впливає на мідь, яка містить кисень, що потрапляє у латунь при випаюванні твердосплавних виробів із державки. Така мідь після відпалу у водні при температурі 1250-1400° або відновленій атмосфері, що містить водень наприклад Н 2, Н2+СН2, робиться крихкою і розтріскується, що у промисловості відомо під назвою "водневої хвороби". Було здійснено цей процес при наявності на поверхні як припою у складі: міді - 3-5%, Zn - 8785%, Al – 8%. Показники процесу аналогічні вказаним в таблиці при використанні будь-якого припою на основі міді. Таким чином, описані явища призводять до остаточної очистки поверхні твердосплавних виробів від припою. При цьому вміст W та Co залишається незмінним при цих режимах відпалу у водневому середовищі, тому що водневе середовище є захисним від окислення цих металів, а температурно-часові фактори адекватні технологічним режимам створення твердого сплаву в процесі спікання. Крім того, використання замість агресивних хімічних реагентів відпалу у водневому середовищі призведе до значного підвищення екологічності процесу та його здешевлення. Вартість робіт по видаленню припою з поверхні твердосплавних пластин ВК15 (1 кг відходів; 30 г припою) хімічним травленням складає 10-12 грн., термообробкою у водневому газовому середовищі – 8 грн. Приклад 1. На поверхню твердосплавної пластини вагою 38 г, покриту припоєм, що міс тить латунь Л60 (міді - 54,3%; цинку - 33,7%) впливають водневим газовим середовищем шляхом розміщення її у горизонтальній трубчатій водневій печі і витримують 3,5 години при температурі 1300°С, витрати водню - 3-3,5 м 3/г. Після обробки поверхня пластини стала чистою від припою, з металевим блиском. Хімічний склад поверхні вивчено на растровому мікроскопі “Camscan4DV” з приставкою "Zink-760" складає: W - 87,5%; Co - 11,5%; Fe – 0,10%; Mn - 3%; Сu – 0,3%; Zn – 0%; Ni - 0,06%; Al - 0,2%; Cl - 0,06%; C – 0%. На поверхні пластини візуально можна визначити, що немає залишків припою. Приклади конкретного застосування винаходу при граничних і виході за граничні значення режимів процесу та згідно з прототипом наведені у таблиці. Умови реалізації винаходу, що пропонується в усі х прикладах постійні. Технологічні режими хімічного травлення поверхні твердосплавної пластини, за прототипом (приклад 6), що покрита залишками припою видалити повністю не дозволяє, а повторне травлення буде призводити до розчинення Co та W та їх втрат. Зняття припою відпалом у водневому газовому середовищі при температурах 1250-1300°С з витримкою 2,0-3,5 год призводить до повного видалення припою з поверхні пластин, що показує візуальний огляд та результати хімічного аналізу поверхні пластини після обробки (див.: табл., приклади 1, 2, З). Приклади, наведені в таблиці, при виході за граничні значення (див. табл., приклади 4, 5) показують, що після обробки при 1250°С і 1450°С впродовж 1 або 6 годин мідь розтікається по поверхні пластин з обох боків рівномірним шаром, тому при цих режимах регенерувати пластину неможливо. 2 3 Прототип (Л.Г.Зальцман, С.М.Черная Спутник гальва- ника. - Киев.: Тех-ника, 1989. - С. 47- 49, табл..17, состав № 2) Винахід, що заявляється Об'єкт випробувань 5 1250 1400 2 6 4 15-30 1450 1200 3 1300 Т,°С 0,17 хв 6,0 1,0 2,0 5,0 3,5 t, ч Режими обробки 1 №№ пп Сірчана кислота конц. – 500 г/л соляна кисл. Конц. – 5-10 г/л H2 H2 H2 H2 H2 Хімічні реагенти 74,0 84,2 92,0 87,5 W 7,0 13,9 7,5 10,0 Co 0,03 0 0,03 0,10 Fe 0,09 0,56 0 0 Мп 20 0,3 0,2 0,3 Си 0,40 0,142 0,06 Ni 0,5 0,38 Не вивчали Не вивчали 0 0 0 Zn Хімічний склад % поверхні пластини після регенерації Результаті видалення припою з поверхні твердосплавних пластин 0,33 0,4 0 0,2 Al 0,03 0 0 0,06 Cl 3,48 0 0 0 C Припій занятий неповністю на поверхні пластини, є невеликі залишки Сu Припій не занятий Пластини з обох боків покриті рівномірним шаром міді Припій знятий з поверхні пластини Припій знятий з поверхні пластини Припій знятий з поверхні пластини Примітка Таблиця 31279 31279 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4