Спосіб виготовлення заготовок із сплаву на основі вольфраму

Реферат: Спосіб виготовлення заготовок із сплаву на основі вольфраму включає пресування порошкової суміші, рідкофазне спікання пресовки у водневому середовищі. Пресовку спікають у дві стадії, а саме: твердофазне спікання при температурах 900-1300 °C та остаточне рідкофазне спікання у водневому середовищі за температури, що на 10-20 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. UA 89534 U (12) UA 89534 U UA 89534 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до порошкової металургії і може бути використана при промисловому виробництві виробів із сплаву на основі вольфраму. Відомий спосіб спікання циліндричних заготовок із сплаву на основі вольфраму в печі стаціонарної дії у водневому середовищі за температури, що перевищує: температуру появи у сплавах рідкої фази в інтервалі 0-40 °C. (див. В.П. Бондаренко, І.В. Андреев, О.М. Барановський, В.В. Щербань. Вплив вмісту зв'язки на формозміни виробів з вольфрамових сплавів в процесі рідкофазного спікання // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент - техника и технология его изготовления и применения: Сб. научн. тр. - 2009. - Вып. 12. - С. 407-413). Недоліки цього способу: при таких температурних режимах спікання відбуваються формозміни зразків за рахунок в'язкопластичної течії під дією гравітації, при цьому спотворюється істотно форма виробів, що призводить до підвищення витрат сировини та браку. Відношення лінійних розмірів перерізу до висоти (D/H) зразка, відповідно до прототипу, становить більше 1,15. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення надмірної формозміни заготовки із сплаву на основі вольфраму шляхом зміни режимів спікання і введення додаткової операції, що забезпечує зменшення пористості пресовки перед її рідкофазним спіканням, а також обмеження спотворення геометричної форми заготовки при спіканні. Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення заготовок із сплаву на основі вольфраму, що включає пресування порошкової суміші та рідкофазне спікання пресовки у водневому середовищі, відповідно до корисної моделі, пресовку спікають у дві стадії, а саме: твердофазне спікання за температури 900-1300 °C та остаточне рідкофазне спікання у водневому середовищі за температури, що па 10-20 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. Крім цього, перед остаточним спіканням проводиться переупаковка попередньо спеченої пресовки з використанням оксиду алюмінію Аl2О3 (глинозему). Це призводить до зменшення формозміни (спотворення форми виробу) при її рідкофазному спіканні. Технічне рішення, що заявляється, пояснюється наступними прикладами його здійснення. Приклад. Із порошкової суміші на основі вольфраму отримано пресовки діаметром 50 мм і довжиною 100 мм, які розміщували у контейнері горизонтально. Попереднє спікання здійснювали за температури 900-1300 °C у водневому середовищі у засипці з оксиду алюмінію (глинозему). Після охолодження спечені зразки переупаковували порошком оксиду алюмінію, завантажували у контейнер та спікати за температури, що на 10 20 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. Технологічні рішення процесу формування заданої форми заготовки із сплаву на основі вольфраму. Суть корисної моделі пояснює креслення. На Фіг. 1, 2 приведено схеми виготовлення циліндричних заготовок із сплаву на основі вольфраму відповідно запропонованого способу. Спресовану заготовку діаметром D 0 і висотою H0 розміщують у контейнері у засипці оксиду алюмінію (Фіг. 1 а). Укладений спресований зразок спікають за температури 900-1300 °C. Після спікання отримують попередньо спечений зразок з розмірами: D1; H1. На Фіг. 2 приведена схема остаточного спікання заготовки із сплаву на основі вольфраму відповідно до запропонованого способу. Попередньо спечену пресовку із сплаву на основі вольфраму з розмірами D 1; H1 укладають у контейнер (Фіг. 2 а). Проводять остаточне спікання у водневому середовищі за температури, що на 10-20 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. Після спікання заготовки у присутності рідкої фази та процесу в'язко-пластичної течії її розміри становлять D1; Н2; тобто параметр перерізу D1 не змінився завдяки утворенню корку оксиду алюмінію і не відбулося надмірного спотворення форми заготовки (Фіг. 2 б). При цьому відношення перерізу до висоти (D1/H2) становить ~ 1. Також відношення D1/H2 можна регулювати параметрами попереднього спікання. Практична перевірка описаної корисної моделі виготовлення заготовок показала її ефективність (Фіг. 3). На Фіг. представлено зображення зразка, спеченого методом одностадійногоспікання рідкофазного у водневому середовищі відповідно до відомого способу (прототипу). Це привело до спотворення геометричної форми заготовки. У зразка, спеченого по технологічним режимам відповідно заявленому способу, а саме - спікання у дві стадії з переупаковкою зразка з використанням оксиду алюмінію перед остаточним спіканням, спостерігається відсутність його формозміни за розмірами (Фіг. 3 б) при забезпеченні необхідної густини зразка по його довжині 1 UA 89534 U 5 10 15 20 (див. таблицю). У контейнері, що має форму і розміри порожнини, рівні попередньо спеченій пресовці, спечена заготовка внаслідок в'язко-пластичної течії прийме форму ложемента у контейнері, спотворення форми буде заданим, ніж при спіканні в одну стадію, коли в'язко-пластична течія виробу під час спікання іде вільно. Проведені дослідження по практичній реалізації способу двостадійного спікання показали, що міцність на стиск пористого спеку з оксиду алюмінію Аl 2O3, отриманого при температурі попереднього спікання, достатня, щоб витримати тиск пресовки, що пластично тече. Формоутримувачем зразка при рідкофазному спіканні виступає пориста корка з оксиду алюмінію, що формується за розміром попередньо спеченої пресовки. Вона дозволяє запобігти критичній в'язкопластичній течії виробу із сплаву на основі вольфраму і при цьому зберегти задану при формуванні виробу геометричну форму. Слід відмітити, що нерівномірність густини по висоті зразка, спеченого у дві стадії спікання, 3 не перевищує 0,1-0,2 г/см , порівняно із зразком, що спікався в одну стадію (див. таблицю). З результатів, наведених у таблиці та фігурах можна зробити наступні висновки: заявлений спосіб спікання заготовок із сплаву на основі вольфраму із введенням спікання у дві стадії та переупаковки попередньо спеченої заготовки оксидом алюмінію Аl 2O3 перед остаточним спіканням виключить необхідність виготовлення окремих ложементів для попереднього та кінцевого спікання та зменшить формозміни (спотворення) форми виробів. Такий спосіб дозволить у промисловому виробництві виготовляти заготовки із сплаву на основі вольфраму заданої форми для різного призначення та зменшити їх брак. Таблиця 3 Розподіл густини ρ, (г/см ) зразків по їх довжині Об'єкт Прототип Заявлений спосіб Метод спікання одностадійний двостадійний твердофазне рідкофазне Режими спікання, °C 1450-1500 °C Густина зразків по їх довжині, р, (г/см) середня верх низ примітка 16,95 17,20 16,70 900-1300 °C на 10-20 °C перевищує появу рідкої фази 16,98 17,05 16,97 Заготовки переупаковуються з використанням оксиду алюмінію Аl2О3 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 1. Спосіб виготовлення заготовок із сплаву на основі вольфраму, що включає пресування порошкової суміші, рідкофазне спікання пресовки у водневому середовищі, який відрізняється тим, що пресовку спікають у дві стадії, а саме: твердофазне спікання при температурах 9001300 °C та остаточне рідкофазне спікання у водневому середовищі за температури, що на 1020 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед остаточним спіканням проводять переупаковку попередньо спеченої пресовки з використанням оксиду алюмінію Аl2O3 (глинозему). 2 UA 89534 U 3 UA 89534 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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