Способ изготовления твердосплавного инструмента Советский патент 1991 года по МПК B22F1/00 

(Л

С

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения твердосплавных изделий. Цель изобретения - повышение прочности и рав- ноилотности изделий. Порошки твердого сплава и связующего, в качестве которого используют твердофазные термопластичные полимеры класса метакрилатов в количестве 2-3 мас.%, совместно виброобрабаты- вают в течение 2-3 ч до завершения механокрекинга полимера, затем прессуют, полученную прессовку термообрабатывают, механически обрабатывают и спекают с выдержкой при 600-700°С для удаления связующего. 3 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения твердосплавных изделий.

Цель изобретения - повышение прочности и равноплотности инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят совместную виброобработку порошков твердого сплава и связующего для равномерного распределения связующего по поверхности частиц твердого сплава, В качестве связующего используют твердофазные термопластичные полимеры класса метакрилатов. Химическая формула

QH3 -СН2-С- п

COOR

Затем прессуют заготовки, которые термически обрабатывают для повышения прочности. Формовки подвергают механической обработке для придания необходимой формы и размеров. Спекание проводят ступенчато с выдержкой при температуре отгонки связующего.

П р и м е р. В герметичный контейнер загружают порошок твердого сплава марки ВК6 и связующего. Связующее вводят в количестве 2-3%, так при меньшем содержании полимера частицы сп/зза покрывают пленкой лишь в малой степинл При введении связующего более 3% полимер, разлагаясь во время спекания, образует газ, который, скапливаясь в закрытых порах, ведет к разупрочнению изделий. Виброобработку ведут в течение 2-3 ч. При виброобработке менее 2 ч процессы деструкции не идут и такая виброобработка не повышает равномерность распределения связующего по объему.

Прессование проводят на гидровличе-4 ском прессе при давлении 100-700 МПа. Далее прессовки подвергают полимериза- ционному нагреву: выдерживают в течение

о

VJ С СЛ Ю VJ

2 ч при 120-150°С. Нагрев проводят в электрической камерной печи, Затем заготовки подвергают механической обработке резанием. Отгонку связующего проводят при 600-700°С в атмосфере диссоциированного аммиака или в вакууме. Спекание проводят в электрической вакуумной печи сопротивления при 1400°С с глубиной вакуума 5-1СГ5 мм.рт.ст. в течение 1 ч. Прочность при сжатии прессовок определяют на раз- рывной машине. Плотность определяют методом гидростатического взвешивания.

Прочность прессовок для различных полимеров при различном их содержании, полученных при давлении прессовании 400 МПа, показана в табл. 1.

Как следует из приведенных в табл. 1 данных, прочность изделий, полученных предлагаемым способом, в среднем в 2 раза выше прочности изделий, полученных в случае использования в качестве связующего полиэтилена.

Прочность полученных прессовок позволяет проводить их механическую обработку резанием.

Неравноплотность в направлении движения пуансона является характерной особенностью прессования. Это происходит за счет потери усилия на трение порошка о степени пресс-формы и, следовательно, его убывания в направлении прессования. Для оценки убывания плотности прессовок в направлении прессования выбрана следующая методика эксперимента. В матрицу засыпают определенную порцию порошка, разравнивают, а затем прокладывают пластинку толщиной 1 мм по форме матрицы. Далее засыпают следующую порцию порошка и опять ставят пластинку, и так несколько раз. После прессования с заданным усилием полученный слоеный пирог разбирают и определяют плотность полученных таблеток.

Данные опытов приведены в табл. 2 Как следует из приведенных в табл. 2 данных, введение полимеров виброобработкой значительно увеличивает общую

плотность прессовок (с 8,4 до 10,12 г/см3) по сравнению с каучуком (8,24 г/см3). Это связано с тем, что каучук мало снижает коэффициент трения порошка друг о друга, чем затруднено перемещение частиц порошка при прессовании и, как следствие, получается низкая плотность. Виброобработанные в присутствии метакрилатов порошка твердого сплава в результате привитой полимеризации покрыты пленкой полимера, что способствует снижению коэффициента трения между ними и повышению общей плотности прессовок. В то же время снижается и коэффициент трения порошка о стенки матрицы и, следовательно, достигается более равномерная плотность в направлении прессования.

Данные по влиянию температуры выдержки при спекании прессовок на полноту удаления связующего представлены в табл. 3.

Как следует из данных табл. 3, удаление связующего происходит полностью при 600-700°С. При увеличении температуры выдержки выше 700°С приращения удаления связующего не происходит, поэтому выдержка при более высоких температурах нецелесообразна и может привести к вздутиям и короблению изделий.

Формула изобретения Способ изготовления твердосплавного инструмента, включающий введение связующего в порошок твердого сплава, прессование смеси, термическую и механическую обработку, удаление связующего и спекание, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и равноплотности инструмента, в качестве связующего вводят твердофазные термопластичные полимеры класса метакрилатов в количестве 2-3 мае. %, затем проводят совместную виброобработку порошков твердого сплава и полимера до завершения механокрекинга полимера, а удаление связующего проводят при 600-700°С.

Таблица 1

Примечание. Давление прессования 600 МПа.

Продолжение табл.1

Таблица 2

Таблица 3