Спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама Советский патент 1991 года по МПК C22C29/08 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченному твердому сглаву на основе карбида вольфрама используемому для изготовления износостойких деталей и режущего инструмента.

Цель изобретения - повышение механических свойств и износостойкоеги твердого сплава без увеличения содержания кобальта

Спеченнь й твердый сплав на основе карбида вольфрама содержит кобальт и оксид алюминия, которым легирован кобальт, при следующем соотношении компонентов, мае % кобальт 5 91-19,0, оксид алюминия 0,09-1.0, карбид вольфрама - остальное.

П р и м е р. В качестве твердых соединений используют порошок карбида вольфрама, в качестве связки - композицию порошка кобальта с дисперсными ниями оксида алюминия, которую получают следующим образом

Водные растворы хлоридов обапьтз и алюминия смешива С г. таким подсчетом чтобы а приготовленной исходной смеси растворен массовое соотношение и алюминия соответствовало их треиуемому соотношению з получаемом композицион нем порошке. Например, если необходимо получить 100 г композиционною порошка содержащего 97,5% Со и 2,5% А1.гОг то приготовляемая исходная смесь должна содер жать 97 5г кобальта и 1 3 г алюминия (1,3 г

О

со о

hO NJ

алюминия необходимо для получения 2,5 г оксида алюминия). Смесь распыляют потоком кислорода на нагретую до 150-300°С кварцевую подложку, прокаливают на воздухе при 420-800°С в течение 4-5 ч и восстанавливают водородом при 800°С. При этом получают композиционный порошок, состоящий из кобальта (97,5%) с дисперсными включениями оксида алюминия (2,5%).

Композиционный порошок кобальта смешивают в течение 1 ч с порошком карбида вольфрама, после чего смесь подвергают мокрому размолу в среде ацетона в течение 48ч.

Полученную смесь спрессовывают в заготовки, которые затем спекают при вакууме в (2-3) рт.ст. и 1320-1500°С.

Для проведения опытов по течению жаропрочного сплава ХН56ВМКЮ и нержавеющей стали X 18Н 9Т используют токарно-винторезный станок мод. 163 нормальной жесткости и точности. В качестве режущего инструмента используют токарные проходные резцы сечением 20x25 мм с напайными пластинами твердого сплава типа 10, исполнение 1 по ГОСТ 25396-82.

В качестве обрабатываемого материала используют заготовки из сплава ХН56МКЮ диаметром мм и длиной мм и заготовки из стали Х18Н 9Т диаметром D 90 мм и длиной мм. Обработку ведут в центрах станка.

Пластины твердых сплавов отбирают из одной и той же партии. Заточку проходных резцов осуществляют на заточном станке мод. 3628 алмазными кругами марки АС4 160/125-В1-10-4.

Геометрические параметры режущей части токарных резцов: у 0°; a - cti 8°; р 45°; pi 10°; А 0°: г 1 мм.

Контроль за геометрическими параметрами режущей части токарных проходных резцов осуществляют с помощью универсального угломера ЛМГ и инструментального микроскопа БМИ.

За критерий износа принята ширина фаски износа по задней поверхности резцов h3.n. 1 мм. Износ контролируют с помощью специального устройства, состоящего из лупы Бринеля с подсветкой,

а также с помощью инструментального микроскопа БМИ.

В качестве основного инструментального материала при точении используют пластины из предлагаемого сплава, %: WC 94, 0,09 и Со 5,91; WC 90. 0.33 и Со - 9,67; WC 80, А120з 1 и Со 29 - и сплава с запредельным содержанием компонентов. %: WC 96, А120з 0,04 и Со 3.96: WC 75,

1,5 и Со - 23,5. Для сравнения используют пластины известного твердого сплава марок ВК6, ВК10 и ВК20.

Опыты по точению жаропрочного сплава ХН56ВМКЮ и нержавеющей стали X 18Н

9Т проводят в диапазоне скоростей v и при постоянных значениях глубины резания t и подачи S ( мм, ,21 мм/об).

В табл.1 приведены составы и механические свойства предложенного и известного спеченных твердых сплавов.

В табл.2 приведены характеристики износостойкости спеченных твердых сплавов при обработке стали Х18Н9Г, сплава

ХН56ВМКЮ и клеймении деталей из стали 45.

Как следует из приведенных в табл.1 и 2 данных, предложенный спеченный твердый сплав (составы 1,3 и 5) обесепчивает в

сравнении с известным (составы 2,4 и 6) повышение механических свойств и износостойкости при одинаковом содержании в твердом сплаве кобальта. Повышение свойств спеченного твердого сплава без

увеличения содержания кобальта позволяет экономить дефицитный и дорогостоящий металл-кобальт.

Формула изобретения Спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама, содержащий кобальт, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и износостойкости твердого сплава без увеличения содержания кобальта, он содержит кобальт, легированный оксидом алюминия, при следующем соотношении компонентов твердого сплава, мае.%:

Кобальт5,91-19,0

Оксид алюминия0,09-1,0

Карбид вольфрамаОстальное.

Таблица 1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченному твердому сплаву на основе карбида вольфрама, используемому для изготовления износостойких деталей и режущего инструмента. Целью изобретения является повышение механических свойств и износостойкости твердого сплава без увеличения содержания кобальта. Спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама, содержащий кобальт, отличается тем, что он содержит кобальт, легированный оксидом алюминия, при следующем соотношении компонентов твердого сплава, мас.%: кобальт 5,91 - 19 оксид алюминия 0,09 - 1, карбид вольфрама остальное. Механические свойства твердого сплава повышаются на 10 - 15%, а его износостойкость - в 1,5 - 2,6 раза. 2 табл.

Таблица2