RU2631548C1 - Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама - Google Patents
Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631548C1 RU2631548C1 RU2016152580A RU2016152580A RU2631548C1 RU 2631548 C1 RU2631548 C1 RU 2631548C1 RU 2016152580 A RU2016152580 A RU 2016152580A RU 2016152580 A RU2016152580 A RU 2016152580A RU 2631548 C1 RU2631548 C1 RU 2631548C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hard alloy
- furnace
- temperature
- product
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
- C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама. Способ включает спекание порошка в печи при температуре в диапазоне от 1360 до 1550°C с получением изделия и его охлаждение. Причем охлаждение изделия осуществляют вместе с печью до 950°C, затем изделие охлаждают до 800°C со скоростью от 1,0°C/минуту до 3,5°C/минуту, после чего ведут охлаждение изделия вместе с печью до комнатной температуры. Обеспечивается повышение качества изделий твердого сплава за счет получения более мелкой и равномерной структуры твердого сплава. 1 табл., 6 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению и упрочнению твердых сплавов на основе карбида вольфрама, которые могут быть использованы для изготовления бурового инструмента, износостойких деталей и режущего инструмента.
Из патентного исследования известны следующие решения.
Известен способ упрочнения твердых сплавов, включающий спекание твердых сплавов при температуре 1650°С, охлаждение, вакуумный отпуск с нагревом до температуры 1050°С - 1250°С и выдержкой 1 час с последующим охлаждением вместе с печью в течение 4 часов (Патент РФ №2534670, опубликованный 10.12.2014).
Недостатком указанного способа является необходимость проведения дополнительной операции термообработки, что приводит к повышению трудоемкости и стоимости изделий, а также недостаточно высокое качество полученных сплавов.
Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является способ изготовления твердосплавных металлокерамических изделий (см. патент РФ №2145916, опубликованный 27.02.2000), включающий приготовление компонентов шихты W-C-Co, измельчение, смешивание, засыпку шихты в форму, формование и спекание путем нагрева и выдержки при температуре спекания. Согласно одному из вариантов способа после спекания изделия его подвергают подстуживанию до температуры 1250-900°С со скоростью охлаждения не более 3°С/с, а дальнейшее охлаждение ведут в режиме закаливания со скоростью охлаждения не менее 3°С/с до температуры +300°С - (-196°С), после чего изделие подвергают стабилизирующему отжигу нагревом до максимальной температуры, составляющей 0,35-0,5 максимальной температуры режима закаливания, затем изделие охлаждают, при этом после первого цикла закаливания или после стабилизирующего отжига изделие подвергают не менее чем одному повторному режиму закаливания, включающему повторный нагрев до температуры 900-1250°С и выдержку.
Недостатками указанного способа являются необходимость проведения нескольких дополнительных операций термообработки, высокая трудоемкость и длительность процесса, а также недостаточно высокое качество полученных металлокерамических изделий.
Задачей патентуемого решения является устранение указанных недостатков. Повышение качества твердого сплава, получение более мелкой и равномерной структуры осуществляется за один процесс спекания. За счет исключения операций дополнительной термообработки достигается упрощение технологии получения твердого сплава и значительное сокращение времени изготовления деталей.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение качества полученного твердого сплава за счет получения более мелкой и равномерной структуры, снижение трудозатрат и упрощение процесса получения твердых сплавов.
Заявленный технический результат достигается за счет осуществления патентуемого способа получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама, согласно которому проводят спекание сплава при температуре в диапазоне от 1360 до 1550°C и охлаждение до комнатной температуры, при этом охлаждение сплава осуществляют вместе с печью до 950°С, далее сплав охлаждают до 800°С со скоростью от 1,0°С/мин до 3,5°С/мин с последующим охлаждением вместе с печью до комнатной температуры.
За счет низкой скорости охлаждения от 1°С/мин (0,017°С/с) до 3,5°С/мин (0,058°С/с) в диапазоне температур от 950°С до 800°С растворенные в связке соединения вольфрама выпадают в связку в виде наночастиц. Происходит равномерное измельчение структуры, дисперсионное упрочнение связки и повышение механических свойств полученного сплава.
Охлаждение вместе с печью от температуры спекания до 950°С и от 800°С до комнатной температуры позволяет экономить электроэнергию, так как в это время нагреватели печи выключены.
Предложенный способ получения твердого сплава на основе карбида вольфрама осуществляют следующим образом.
Спекание твердых сплавов осуществляют при температуре в диапазоне от 1360°С до 1550°С. При нагреве от комнатной температуры до 750°С процесс проводится в атмосфере водорода, от 750°С до температуры спекания - в вакууме. При максимальной температуре осуществляется выдержка в течение 45 минут. Затем подается аргон под давлением 6-10 МПа и нагрев выключается. Последующее охлаждение от температуры спекания до 950°С происходит вместе с печью в атмосфере аргона. Средняя скорость охлаждения в этом интервале температур составляет 12°С/мин. При достижении температуры 950°С нагреватели включаются и далее происходит контролируемое охлаждение со скоростью от 1°С/мин до 3,5°С/мин до температуры 800°С. Скорость охлаждения задается программой на терморегуляторе. После 800°С нагреватели выключаются и далее до температуры 100°С охлаждение происходит вместе с печью. При температуре 100°С печь вскрывается. До 600°С скорость охлаждения составляет 4,5°С/мин, далее скорость охлаждения постепенно замедляется до нуля.
При контролируемой скорости охлаждении от 1,0°С/минуту до 3,5°С/минуту в интервале температур от 950 до 800°С происходят процессы выпадения растворенных в связке соединений вольфрама, углерода и кобальта в виде наночастиц.
Далее изобретение поясняется с помощью примеров.
Пример 1. Получение твердых сплавов ВК8, ВК10, ВК15 и ВК20 осуществляли согласно графику, представленному на фигуре 1, путем нагрева спекаемого порошка до температуры 1450°С, выдержке при данной температуре и охлаждения до комнатной температуры вместе с печью.
Пример 2. Получение твердых сплавов ВК8, ВК10, ВК15 и ВК20 осуществляли согласно графику, представленному на фигуре 4, в соответствии с предложенным способом.
В результате испытаний полученных образцов по первому и второму примерам были определены их механические свойства. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Из таблицы 1 следует, что получение твердых сплавов на основе карбида вольфрама по предложенному способу дает заметный прирост показателей физико-механических свойств (прочности, твердости и коэрцитивной силы).
Повышение скорости охлаждения более 3,5°С/мин практически не дает эффекта по улучшению свойств твердого сплава по сравнению с обычным спеканием.
При уменьшении скорости охлаждения ниже 1°С/мин эффект повышения свойств сохраняется, но длительность спекания увеличивается, что экономически нецелесообразно.
На фигуре 2 представлено фото микроструктуры образца твердого сплава ВК15, полученного по способу, указанному в примере 1.
На фигуре 3 - диаграмма распределения зерен карбида вольфрама по размерам в образце твердого сплава ВК15, полученного по способу, указанному в примере 1. На оси абсцисс указаны размеры зерен в микрометрах, на оси ординат - процент зерен, имеющих заданный размер.
На фигуре 5 представлено фото микроструктуры образца твердого сплава ВК15, спеченного по способу, указанному в примере 2 (предложенный способ).
Фиг. 6 - диаграмма распределения зерен по размерам в образце твердого сплава ВК15, полученного по способу, указанному в примере 2. На оси абсцисс указаны размеры зерен в микрометрах, на оси ординат - процент зерен, имеющих заданный размер.
Исходя из диаграммы распределения зерен по размерам в образце твердого сплава ВК15 следует, что полученные по предложенному способу твердые сплавы на основе карбида вольфрама имеют более мелкодисперсную и однородную структуру по сравнению со способом, указанным в примере 2.
Кроме того, на образцах твердых сплавов ВК8, ВК10, ВК20, полученных в соответствии с предложенным способом, наблюдалась аналогичная картина с более мелкозернистой структурой сплава по сравнению со способом по примеру 1.
Таким образом, заявленный способ позволяет повысить физико-механические свойства твердого сплава без дополнительной термообработки с использованием традиционного оборудования.
Claims (1)
- Способ получения изделия из твердого сплава на основе карбида вольфрама, включающий спекание порошка в печи с получением изделия из твердого сплава и охлаждение полученного изделия, отличающийся тем, что спекание порошка в печи осуществляют при температуре в диапазоне от 1360 до 1550°C, при этом охлаждение изделия осуществляют вместе с печью до 950°C, затем изделие охлаждают до 800°C со скоростью от 1,0°C/минуту до 3,5°C/минуту, после чего ведут охлаждение изделия вместе с печью до комнатной температуры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152580A RU2631548C1 (ru) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016152580A RU2631548C1 (ru) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2631548C1 true RU2631548C1 (ru) | 2017-09-25 |
Family
ID=59931315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016152580A RU2631548C1 (ru) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631548C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687355C1 (ru) * | 2018-10-10 | 2019-05-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения твердых сплавов с округлыми зернами карбида вольфрама для породоразрушающего инструмента |
RU2758706C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-11-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» | Способ обработки спеченного твердого сплава Т15К6 термоциклированием |
RU2784905C1 (ru) * | 2022-03-25 | 2022-11-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Способ получения пластины из твердого сплава ВК8 для режущего инструмента |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3698878A (en) * | 1969-12-29 | 1972-10-17 | Gen Electric | Sintered tungsten carbide-base alloys |
EP0259192A2 (en) * | 1986-09-05 | 1988-03-09 | Sumitomo Electric Industries, Limited | A high toughness cermet and a process for the production of the same |
RU2096513C1 (ru) * | 1991-04-10 | 1997-11-20 | Сандвик Актиеболаг | Способ получения спеченного изделия из твердого сплава |
RU2145916C1 (ru) * | 1998-08-07 | 2000-02-27 | Чеховой Анатолий Николаевич | Способ изготовления твердосплавных металлокерамических изделий (варианты) |
RU2294261C1 (ru) * | 2005-06-15 | 2007-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ | Способ закалки твердого сплава |
RU2534670C1 (ru) * | 2013-06-11 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Способ упрочнения твердых сплавов |
-
2016
- 2016-12-30 RU RU2016152580A patent/RU2631548C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3698878A (en) * | 1969-12-29 | 1972-10-17 | Gen Electric | Sintered tungsten carbide-base alloys |
EP0259192A2 (en) * | 1986-09-05 | 1988-03-09 | Sumitomo Electric Industries, Limited | A high toughness cermet and a process for the production of the same |
RU2096513C1 (ru) * | 1991-04-10 | 1997-11-20 | Сандвик Актиеболаг | Способ получения спеченного изделия из твердого сплава |
RU2145916C1 (ru) * | 1998-08-07 | 2000-02-27 | Чеховой Анатолий Николаевич | Способ изготовления твердосплавных металлокерамических изделий (варианты) |
RU2294261C1 (ru) * | 2005-06-15 | 2007-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ | Способ закалки твердого сплава |
RU2534670C1 (ru) * | 2013-06-11 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Способ упрочнения твердых сплавов |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687355C1 (ru) * | 2018-10-10 | 2019-05-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения твердых сплавов с округлыми зернами карбида вольфрама для породоразрушающего инструмента |
RU2758706C1 (ru) * | 2021-03-16 | 2021-11-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» | Способ обработки спеченного твердого сплава Т15К6 термоциклированием |
RU2784905C1 (ru) * | 2022-03-25 | 2022-11-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" | Способ получения пластины из твердого сплава ВК8 для режущего инструмента |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108060322B (zh) | 硬质高熵合金复合材料的制备方法 | |
CN105695837B (zh) | 一种WC‑Ni细晶硬质合金的制备方法 | |
Guanghua et al. | Effects of heat treatment on mechanical properties of H13 steel | |
CN110396632B (zh) | 一种具有均质环芯结构的Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法 | |
CN108060341B (zh) | 一种高韧性Ni50Mn25Ga25记忆合金及其制备方法 | |
CN111304476B (zh) | 一种抑制原始颗粒边界形成的细晶粉末高温合金的制备方法 | |
CN103131929A (zh) | 一种粉末高速钢材料的制备方法 | |
RU2631548C1 (ru) | Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама | |
JP2019504185A (ja) | ニッケル基合金の処理方法 | |
CN109207762A (zh) | 一种以微波烧结制备钨钼铜复合材料的方法 | |
CN101575678B (zh) | 一种提高高密度钨合金力学性能的钨合金生产工艺 | |
CN111534721B (zh) | Co-Cr-Mo-N合金及其制备方法 | |
CN113046612B (zh) | 一种表层脱碳相梯度硬质合金材料及其制备方法 | |
CN104942291B (zh) | 一种Ti‑6Al‑4V合金的热压烧结方法 | |
RU2550459C2 (ru) | СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ СПЕКАНИЕМ СПЛАВОВ Co-Cr-Мo, ИМЕЮЩИХ УЛУЧШЕННУЮ ПЛАСТИЧНОСТЬ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ | |
Le et al. | Hot deformation and microstructure evolution of selective laser melted 718 alloy pre-precipitated with δ phase | |
JP6575756B2 (ja) | 析出強化型ステンレス鋼の製造方法 | |
CN107043870A (zh) | 一种高Si含量高温钛合金及其制备方法 | |
JP6155894B2 (ja) | 鉄基焼結材およびその製造方法 | |
CN105274373A (zh) | 一种γ″相强化的高温合金的粉末冶金制备工艺 | |
TW201313909A (zh) | 韌性優良的模具用鋼材的製造方法 | |
Purohit et al. | Development of Ni-Ti Shape Memory Alloys through Novel Powder Metallurgy Route and Effect of Rolling on their properties | |
CN105983703A (zh) | 一种粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法 | |
CN112267080B (zh) | 用于消除钴铬钨合金铸造缺陷的热等静压工艺和钴铬钨合金 | |
CN109852868A (zh) | 一种高性能粉末冶金高速钢 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201231 |