Среди различных твердых сплавов, употребляемых в качестве режущих металлов для обработки стали, получили широкое распространение металлы, содержащие в качестве твердой составной части карбиды титана и тантала. Однако, твердые сплавы, содержащие именно эти карбиды, оказываются наиболее трудными и капризными в производстве. В частности сплавы на основе этих карбидов особенно чувствительны как к физической структуре карбидов, так и к содержанию в них примесей. В то же время получение совершенно чистых карбидов титана и тантала (также и ниобия) чрезвычайно затруднительно. В виду того, что металлические титан и тантал исключительно легко поглощают азот и кислород и соединяются с ними для получения чистого карбида, не содержащего окислов и нитридов, употребляется известный прием очищения порощка карбида путем прокаливания его в высоком вакууме, в особенности с добавлением небольшого количества углерода. При этом прокаливании углерод соединяется с титаном (или танталом) окиси или нитрида, разрушает его и, таким образом, в результате прокаливания получается чистый порошкообразный карбид. Полученный таким путем карбид смешивают с другим карбидом и цементирующим металлом, прессуют и спекают обычным путем. Однако изложенный метод, хотя и дает возмож(83)
ность получить твердые сплавы на основе соверщенно чистых карбидов, но получающийся твердый металл обладает очень грубым и рыхлым изломом и недостаточной плотностью. Эти недостатки готового твердого сплава лежат в неблагоприятной структуре и плохом наборе зерен карбида титана и тантала, очищаемых вышеупомянутым методом. Из произведенных авторами предлагаемого способа опытов выяснилось, что можно получить твердый металл очень высокого качества на основе чистых карбидов титана или тантала если несколько изменить метод очистки, порошка карбидов. Авторами было обнаружено, что если подвергнуть порошок карбида титана перед прокаливанием в вакууме прессованию под большим давлением, не меньщим 200 атм. (желательно и выше - до 1000 атм.) в плотный кусок и лишь после этого подвергнуть нагреванию в вакууме, то благодаря плотному соприкосновению зерен порощка все реакции, сопровождающие очистку, происходят гораздо быстрее при более низкой температуре и получающийся в результате карбид титана дает особенно благоприятные результаты при употреблении в качестве твердой составляющей синтезированного сплава, Для изготовления твердого металла по предлагаемому способу порошкообразный карбид титана, содержащий около 850/0 TiC (остальное TiOo, TIN
и т, п.) прессуют под гидравлическим прессом, лучше с предварительным добавлением некоторого количества сажи и прокаливают в вакууме до прекраще-, ния газообразования. Полученный кусок размалывают, смешивают с другими порошкообразными карбидами и добавочными металлами и спекают. В качестве примера сплава, дающего хорошие результаты, можно указать следующий состав: очищенного TiC-Зб /о, WC-55 /о, Со-10 /о. Для наибольшего успеха необходимо, чтобы все входящие порошки были мелкими и, по возможности, частицы, их составляющие, не превосходили одного микрона, С этой целью получение их должно производиться при наинизших допустимых температурах. В частности, при прокаливании в вакууме карбида титана следует избегать температуры выше 2000°. Для облегчения прессования и удобства дальнейшего обращения с прессованным порошком карбида полезно перед прессованием смочить порошок некоторым количеством клеевого раствора. Было установлено, что карбид титана получается несколько лучшего качества и дает лучший сплав, если спрессованный
кусок не сразу подвергать прокаливанрю в вакууме, а предварительно прокалить его в газовой атмосфере (предпочтительно в водороде) при t° 1 600:- 2000° в продолжение 30 - 60 минут и лишь после этого подвергать нагреванию в вакууме. Нагрев в вакууме предпочтительно производить либо пропусканием тока низкого напряжения через спрессованный кусок, либо подвергать действию лучистой теплоты, подвешивая его внутри цилиндрической сетки из раскаляемых током пластин или проволок. Нагревание в вакууме производится до прекращения газовыделения из прокаливаемого карбида. Далее прокаленный карбид размалывается и полученный порошок употребляется для изготовления твердого металла вышеуказанным способом.
Предмет изобретения.
Способ рафинирования карбидов титана или тантала методом прокаливания в вакууме, отличающийся тем, что порошок технического карбида с добавкой или без добавки углерода до его прокаливания прессуют под давлением не менее 200 атм.
