Сплав на основе вольфрама Советский патент 1993 года по МПК C22C27/04 B22F3/12 

Изобретение относится к сплавам на основе системы вольфрам-никель-железо.

Целью изобретения является повышение стабильности механических свойств.

Предложенный сплав на основе вольфрама имеет следующий состав, мас.%: никель1,7-5,8 железо 0,95-3,2 кобальт 0,15-1,0 марганец 0,02-1,0 вольфрам 91-97. Дисперсность кобальта и марганца может составлять 1-15 мкм, преимущественно 3-6 мкм.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Исходные порошки вольфрама, никеля и железа подвергают перемешиванию совместно с порошками кобальта и марганца в смесителе, при этом дисперсность порошков составляет 1-15 мкм, предпочтительно 3-6 мкм.

Полученную смесь подвергают следующим операциям:

- прессование в форме изделий с подходящими размерами, при помощи изоста- тического или одноосного пресса;

-- спекание изделий в проходных печах при температуре от 1000°С до 1700°С в течение 1 - 10 ч, вслед за этими операциями в зависимости от назначения получаемых изделий, производятся следующие операции обработки;

-дегазирование спеченных изделий путем выдержки при температурах 700 - 1300°С в течение периода 2-20 ч при частичном вакууме;.

- обжатие дегазированных изделий на 5-20%;

- отпуск изделий путем нагревания при температурах от 300°С до 1200°С в течение 2-20 ч при частичном вакууме.

Добавление совместно кобальта и марганца позволяет сгладить все дефекты, связанные с различными характеристиками

ел

с

х| О 4 О

to

N1

СО

порошков и с колебаниями условий обработки, и увеличить твердость и вязкость получаемых сплавов. Одновременно это позволяет расширить диапазон функционирования печей,по температуре и по скорости перемещения изделий.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами применения, результаты которых собраны на фиг. 1-4.

Четыре партии порошка вольфрама разного происхождения (обозначены 1,2,3,4), каждая из которых содержит 4,5% никеля и 2,5% железа.,был и разделены на две части каждая. Одна из частей была легирована 1 % по весу кобальта и 1% по весу марганца, и обе части подвергали при одинаковых условиях обработке, которая описана.

Предел упругости Rp, прочность на разрыв Rm и удлинение А% измерялись на изделиях после каждого из следующих этапов обработки: спекание-дегазирование-обжа- тие-отпуск. Эти операции обозначены на фиг.2 и 3 буквами А,В,С,D.

На фиг.2, который относится к известным сплавам, полученным по старой технологии, показан разброс дисперсность величин, измеренных для каждого порошка, в частности, для порошка 4.

На фиг.2, который относится к сплавам, полученным в соответствии с данным изобретением, приведены свойства и видна практическая идентичность этих величин на конечной стадии после обработки сплава. Эти результаты показывают, что можно не учитывать способа изготовления используемых вольфрамовых порошков.

Кроме того, конечная величина механических характеристик легированных сплавов точно соответствует величине нелег тированного порошка, имеющего следующие наилучшие характеристики:

RP 1100 МПа, Rm 1050 МПа, А 8%.

В другой серии испытаний была использована партия порошка того же состава, что и указан выше, она была разделена на две части: одна не легированная, она обозначена буквой а, другая была легирована в соответствии с изобретением и обозначена буквой б. Каждая из этих частей была разделена на 9 фракций, обозначенных цифрами с 1 по 9. Каждая фракция подвергалась обработке, как описано, но условия спекания для каждой из этих 9 фракций были различными, однако идентичными для фрак- ций из а и б, которые имели одинаковый номер..

Эти различия в условиях описания в проходных печах следующие:

- температура в зоне выхода из печи имела три различных значения: обычная температура спекания порядка 1550°С, низкая температура порядка 1530°С, высокая температура, около 1570°С;

- скорость продвижения изделий в печи

спекания имела три значения: обычная скорость 17 мм/мин, низкая скорость 11 мм/мин и высокая скорость 26 мм/мин.

Условия температуры и скорости для каждой фракции указаны в таблице.

Для каждого сплава, полученного после отпуска, измерялась прочность на разрыв Rm в МПа, предел упругости Re в МПа, твердость по Виккерсу Н 30, удлинение в %. Результаты для нелегированных фракций указаны на фиг.З, на фиг,4 показаны результаты для фракций 6. Можно констатировать, что разница в скоростях и температурах приводит в нелегированных образцах к значительной дисперсности механических

характеристик. Для легированных образцов можно заметить незначительную разницу величин прочности на разрыв и предела упругости и почти идентичность величин твердости и удлинения, независимо от скорости

перемещения.

В таблице приведены основные механические свойства предложенного сплава, относящиеся к граничным значениям содержания компонентов.

Таким образом, изобретение, кроме устранения влияния дисперсности, позволяет также увеличить стабильность механических характеристик, независимо от скоростей и от температур, что дает большую

гибкость в циклах производства, при необходимых требованиях к производственному оборудованию, оно позволяет, кроме того, увеличить объем производства при возможности увеличения скоростей перемещения

изделий в печи.

Сущность изобретения: предложенный сплав на основе вольфрама имеет следующий состав, мае.%: никель 1,7-5,8, железо 0,95-3,2, кобальт 0,15-1.0, марганец 0,02- 1,0, вольфрам 91-97. Предложенный состав обеспечивает повышение стабильности механических свойств. Дисперсность кобальта и марганца может составлять 1-15 мкм, преимущественно, мкм. 1 табл., 4 ил.

Формул а. изобретения

0.95-3,3;

0.15-1,0;

0,02-1.0;

91-97.

)-,

без добавления

1 3 ...

.Л

фае./