Способ обработки безвольфрамовых твердых сплавов Советский патент 1993 года по МПК B22F3/20 B22F3/24 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам производства спеченных твердых сплавов и обработки их давлением.

Целью изобретения является повышение компактности, совершенствование структуры и увеличение механических свойств безвольфрамового твердого сплава.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, с помощью которого реализован способ; на фиг.2 - капсула с заготовкой.

Устройство состоит из верхней подвижной плиты 1 пресса и жестко закрепленного на ней пуансона 2, разъемной матрицы 3, камеры противодавления 4, заключенной в обойму 5. Твердосплавная заготовка б в герметичной оболочке - капсуле 7 после нагрева загружается в контейнер, выполненный в матрице 3. Стержень 8 из пластичного металла помещен в камеру противодавления 4. Нагреватель 9 с тепло- изолирующим кожухом 10 обеспечивает по- дофев матрицы до 473-523 К. .

Капсула7имеетутолщенноеднои нрсо- . вую часть в форме усеченного конуса, соответствующего по высоте и форме матричной

воронке. Данная часть выполняет одновременно функции прес.с-шайбы и пресс- остатка.

Капсулу с твердосплавным образцом помещали в трубчатую печь, выдерживали до 0,5 ч, затем переносили в контейнер-матрицу 3 и включали рабочий ход ползуна пресса. В процессе работы-пуансон 2 деформирует донную часть капсулы 7, которая вначале заполняет контейнер, а затем с твердосплавной заготовкой 6 экструдирует- ся через отверстие матрицы 3. На выходе из матрицы зкструдируемый материал испытывает противодавление, оказываемое сопро- тивлением истечению через фильеру стержнем 8. Для извлечения деформированных деталей камеру противодавления 4 с матрицей 3 выпрессоБывали из обоймы 5 и раскрывали по разъему. Капсулу-оболочку удаляли послойным снятием стружки на товарном станке, а остатки - химическим способом.

При испытании использовали матрицу 3 из стали Р6М5, капсулу 7 из стали 20, стер-: жень 8 из свинца. Температуру нагрева зат готовки под деформацию изменяли от 1273

СО

с

со

О

0-Ji

о о о

со

до 1673 К. При постоянном рабочем диаметре матрицы, равном 13 мм, диаметр твердосплавной заготовки изменяли от 6 до 12,4 мм, одновременно при этом происходило изменениетолщины стенки оболочки капсулы от 6 до 2 мм, противодавление от 0. до 374 М Па.

Деформация заготовок твердого сплава без противодавления приводит к изменению их формы с образованием конуса в носовой части и воронки - в выходной. При этом на внешней поверхности прессовок образуются макродефекты - поперечные

10

верхности прессовок, а перегрев - снижению комплекса механических свойств. .

Улучшение свойств сплава после обработки достигается за счет повышения компактности, выраженной через снижение остаточной пористости, и совершенствования структуры, т.е. снижения скоплений связки, увеличения однородности карбидных зерен по величине и снижения числа контактов карбид-карбид.

Ф ор мул а и з о б ре.те н и я 1. Способ обработки безвольфрамовых твердых сплавов, включающий размещение заготовки в металлической герметичной

или расположенные под углом 45° к оси 1§ капсуле, нагрев до температуры, обеспечирасслойные трещины глубиной 0,1-0,4 мм и длиной 0,5-2,5 мм..Применение противодавления позволяет избежать указанных дефектов. Заготовки получают утолщение в носовой части, вместо конуса образуется полусфера. Относительное удлинение составляет 40-60%, при диаметре 10 мм заготовки имеют длину 40 ±5 мм.

Граничные значения температуры деформации.составляют 1223 ±20 К и 1373 ± 20 К. Нижний предал установлен исходя из требований наличия минимально необходимой пластичности для формаизме- няющей обработки без разрушения сплава. Недогрев приводит к возрастанию усилия деформации и образованию трещин на по20

25

30

вающей пластифицирование сплава, отличающийся, тем, что нагретую капсулу с заготовкой продавливают через матрицу, рабочий, диаметр которой относится к диаметру заготовки как 1,05-1,18, причем используют капсулу с утолщенным дном, эквивалентным пресс-остатку, и носовой частью, имеющей форму усеченного конуса, повторяющего профиль матричной воронки.

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что нагрев осуществляют до температуры, обеспечивающей максимальную технологическую пластичность связующей фазы.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что продавливание осуществляют с противодавлением.

0

верхности прессовок, а перегрев - снижению комплекса механических свойств. .

Улучшение свойств сплава после обработки достигается за счет повышения компактности, выраженной через снижение остаточной пористости, и совершенствования структуры, т.е. снижения скоплений связки, увеличения однородности карбидных зерен по величине и снижения числа контактов карбид-карбид.

Ф ор мул а и з о б ре.те н и я 1. Способ обработки безвольфрамовых твердых сплавов, включающий размещение заготовки в металлической герметичной

§ капсуле, нагрев до температуры, обеспечи

вающей пластифицирование сплава, отличающийся, тем, что нагретую капсулу с заготовкой продавливают через матрицу, рабочий, диаметр которой относится к диаметру заготовки как 1,05-1,18, причем используют капсулу с утолщенным дном, эквивалентным пресс-остатку, и носовой частью, имеющей форму усеченного конуса, повторяющего профиль матричной воронки.

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что нагрев осуществляют до температуры, обеспечивающей максимальную технологическую пластичность связующей фазы.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что продавливание осуществляют с противодавлением.

tsa

Сущность изобретения: помещают заготовку в капсулу с утолщенным дном и продавливают через матрицу. Диаметр матрицы больше диаметра заготовки. Положительный эффект: снижение остаточной пористости, скоплений связки, числа контактов карбид-карбид и увеличение однородности карбидных зерен по величине. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

фиг-г.