Спосіб виготовлення заготовок із сплаву на основі вольфраму

Реферат: Винахід належить до порошкової металургії. Заявлено спосіб виготовлення заготовок із сплаву на основі вольфраму, у якому пресовку спікають у дві стадії: твердофазно при 900-1300 °C та остаточно рідкофазно у водневому середовищі за температури, що на 10-20 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. Перед остаточним спіканням можуть проводити переупаковку спеченої пресовки оксидом алюмінію А12О3. Технічний результат: зменшення пористості та формозміни заготівки UA 106573 C2 (12) UA 106573 C2 UA 106573 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до порошкової металургії і може бути використаний 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.Μ. 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 винаходу 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 винаходу, пресовку спікають у дві стадії, а саме: твердофазне спікання за температури 900-1300 °C та остаточне рідкофазне спікання у водневому середовищі за температури, що на 10-20 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. Крім того, перед остаточним спіканням проводять переупаковку 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 спікали за температури, що на 10-20 °C перевищує температуру появи рідкої фази у сплаві. Суть винаходу пояснюють 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 Н0 розміщують у контейнері у засипці оксиду алюмінію (рис. І а). Укладений спресований зразок спікають за температури 900-1300 °C. Після спікання отримують попередньо спечений зразок з розмірами: D1; Н1. 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; Н1 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. 2б). При чому відношення перерізу до висоти (D 1 /H 2 ) становить ~ 1. Також відношення D1/H2 можна регулювати параметрами попереднього спікання. Практична перевірка описаного винаходу виготовлення заготовок показала її ефективність (фіг. 3). На фіг. 3а представлено зображення зразка, спеченого методом одностадійного спікання рідкофазного у водневому середовищі відповідно до відомого способу (прототипу). Це привело до спотворення геометричної форми заготовки. У зразка, спеченого по технологічних ежимах 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 (рис. 3б) при забезпеченні необхідної густини зразка по його довжині (див. таблицю). 1 UA 106573 C2 5 10 15 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 рисунках 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 Аl2О3 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. 20 Таблиця 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 900-1300 °C на 10-20 °C перевищує появу рідкої фази 3 Густина зразків по їх довжині, ρ, (г/см ) середня верх низ примітка 16,95 17,20 16,70 16,98 17,05 16,97 Заготовки переупаковуються з використанням оксиду алюмінію Al2O3 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 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: твердофазно при температурах 900-1300 °C та остаточно рідкофазно у водневому середовищі за температури, що на 10-20 °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 Аl2О3 (глинозему). 2 UA 106573 C2 3 UA 106573 C2 4 UA 106573 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 5