Спосіб виготовлення високощільних дрібнозернистих твердих сплавів

Реферат: Винахід належить до галузі порошкової металургії. Спосіб виготовлення високощільних дрібнозернистих твердих сплавів включає формування заготовки з твердосплавного порошку, спікання у вакуумі, компресійне спікання під тиском газу, що не перевершує 10 МПа, при температурі рідкофазового спікання, при якому тиск газу піднімають зі швидкістю 1-1,5 МПа/хв, наступне охолодження у вакуумі. Винахід забезпечує отримання високощільних дрібнозернистих твердих сплавів з підвищеними характеристиками тріщиностійкості, меншими в порівнянні з найближчим аналогом значеннями залишкової мікропористості та зернистості. UA 101722 C2 (12) UA 101722 C2 UA 101722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі порошкової металургії, а саме до виготовлення дрібнозернистих твердих сплавів інструментального призначення. Відомий спосіб отримання твердих сплавів (див. Ахметсагиров С.М. и др. Влияние химической неоднородности и химического состава на циклическую ударную прочность твердосплавных зубков буровых долот на основе карбида вольфрама / Ахметсагиров СМ. та інші // Вестник Самарского государственного технического университета.-2008 - № 2), згідно з яким спікання спресованої заготовки у вакуумно-компресійній камерній печі здійснюють в чотири етапи: перший - видалення пластифікатора із твердосплавних виробів, другий вакуумне спікання при зниженому тиску газу аргону при температурі спікання, третій - подають газ (аргон) до тиску 5 МПа, що приводить до максимального ущільнення твердого сплаву і відповідно зменшення його залишкової пористості, четвертий етап - здійснюють охолодження до кімнатної температури під робочим тиском газу. Позитивне значення цього способу с відсутність крупних зерен WC та їх скупчень, зменшення залишкової мікропористості в стуктурі сплаву при меншій за стандартну температуру спікання. Ефективність цього способу показана на крупнозернистих висококобальтових твердих сплавах ( 50 мкм, які сформувались на стадії вакуумного спікання. За таких умов зменшується час перебування сплаву в умовах інтенсивного росту його зерен. Структура сплаву однорідна з вузьким інтервалом 0,5-3 мкм зерен WC і, як наслідок, підвищується коефіцієнт тріщиностійкості, твердість, міцність при згині. Пропонований нами спосіб здійснюється наступним чином. Приклад На графітову тарілку діаметром 180 мм укладаємо сформовані з твердосплавного порошку -4 заготовки розміром 6,3 × 6,3 × 44 мм. Після закриття печі створюємо в об'ємі вакуум, р = 2∙10 МПа. Включаємо нагрів і піднімаємо до температури 600 °C зі швидкістю 25 °C/хв. Здійснюємо витримку впродовж 30 хв., піднімаємо зі швидкістю 20 °C/хв. до температури 1000-1050 °C. витримуємо 30 хв., після чого піднімаємо до відповідної для кожного сплаву температури рідкофазового спікання. При температурі рідкофазового спікання у вакуумі проводимо витримку протягом 10 хв. і запускаємо зі швидкістю 1,0-1,5 МПа/хв газ в робочий об'єм печі до необхідного тиску 5 МПа. Після чого здійснюємо ізотермічну витримку в продовж 5-20 хв. Після -5 -4 закінчення витримки відкачуємо газ протягом 5-10 хв. до створення вакууму р = 2∙10 -1∙10 МПа і охолоджуємо зі швидкістю 50-150 °C/хв до температури 550-600 °C. Нижче цієї температури охолодження відбувається зі швидкістю охолодження печі при відключеному електричному живленні нагрівників. Спосіб було реалізовано в умовах винаходу та за межами запропонованих швидкостей напуску газу (див. приклади 1, 5 в таблиці), а також при однакових умовах за прототипом при спіканні сплаву ВК 6ОМ. Порівняльні характеристики сплаву спеченого за пропонованим способом зведені в таблицю, яка додається. Аналізуючи таблицю, при реалізації запропонованого способу компресійного спікання, одержано дрібнозернистий твердий сплав ВК 6ОМ, значення залишкової мікропористості якого знаходяться на рівні А1-0,01, відсутні пори більше 25 мкм, твердість сплаву знаходиться на рівні HRa 91,7, міцність при згині 2015 МПа. Додаток Таблиця 1 2 3 4 5 Об'єкт випробувань Пропонований спосіб Спосіб прототипом Швидкість запуску газу МПа/хв 0,1 0,5 1 1,5 2 В4-0,4 В2-0,2 А1-0,1 А1-0,01 А1-0,01 6 В2-0,2 № п/п за Пористість Пори > 50 мкм 52 немає Твердість HRa Міцність при згині МПа 90,5 90,9 91,4 91,7 91,9 1520 1670 1870 2015 2010 90,5 1520 35 Використаний робочий тиск: р = 5 МПа. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 Спосіб виготовлення високощільних дрібнозернистих твердих сплавів, який включає формування заготовки з твердосплавного порошку, вакуумне рідкофазове спікання, компресійне спікання під тиском газу, що не перевершує 10 МПа, при температурі рідкофазового спікання, наступне охолодження у вакуумі, який відрізняється тим, що збільшення тиску газу до необхідної величини після вакуумного рідкофазового спікання здійснюють зі швидкістю 1-1,5 МПа/хв. 2 UA 101722 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4