Способ получения твердых сплавов Советский патент 1974 года по МПК B22F1/00 B22F3/10 C22C29/00 

1

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения твердых сплавов.

Известен способ получения твердых сплавов, включающий смешивание порошка карбида вольфрама с цементирующим металлом, введение в смесь отдельно полученных крупных зерен карбида титана и последующее спекание при пониженной температуре для растворения карбида вольфрама в поверхностном слое зерен остальных карбидов с образованием кольцевой структуры.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что с целью повышения твердости и сопротивления истиранию, перед смешиванием порошок тугоплавкого соединения покрывают карбидом тугоплавкого переходного металла осаждением из газовой фазы, содержащей галоидное соединение этого металла.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Порошок карбида титана с размером частиц менее 3 мк подвергают воздействию газообразного хлорида вольфрама при 950°С в течение 1 час.

После этого порошок подвергают обработке в чистом водороде при 1350°С в течение 30 мин и получают порошок карбида титана, частицы которого покрыты слоем карбида вольфрама.

Порошок карбида титана с покрытием смешивают с 30 вес. % кобальта и 2 вес. % парафина и перемешивают в шаровой мельнице в течение 40 час. Затем осуществляют прессование, предварительное спекание при 900°С в течение 1 час в водороде и окончательное спекание при 1420°С в течение 30 мин в вакууме.

Полученный твердый сплав имеет прочность на изгиб 284 ± 19 кгс/мм, твердость

1598 кгс/мм2 и мелкозернистую структуру с размером зерен карбида титана менее 4 мк.

Пример 2. Порошок борида вольфрама со средним размером частиц 3 мк подвергают воздействию хлорида тантала TaCU и СН4 при

950°С в течение 1 час. Затем порошок подвергают обработке при 1350°С в водороде в течение 30 мин и получают покрытие на частицах борида вольфрама из карбида тантала. Покрытый порошок перемешивают в шаровой мельнице в течение 50 час с 10 вес. % никеля и 2 вес. % парафина.

Далее осуществляют прессование, предварительное спекание при 900°С в среде водорода в течение 1 час и окончательное спекание при 1450°С в течение 0,5-1 час в вакууме.

Полученный твердый сплав имеет прочность

на разрыв при поперечном растяжении

246 ±18 кгс/мм, твердость 1670 кгс/мм и

мелкозернистую структуру борида вольфрама

с размером зерен менее 4 мк.

В качестве исходного тугоплавкого соединения могут быть выбраны карбиды, нитриды или бориды металлов, а цементирующим металлом может быть любой металл из группы железа.

Слой, покрывающий исходный порошок тугоплавкого соединения, не должен реагировать в широком температурном интервале как с исходным соединением, так и с цементирующим металлом.

В качестве материала слоя покрытия предусматривается использование одного из карбидов, выбранного из группы: карбид ванадия, карбид ниобия, карбид тантала, карбид хрома, карбид молибдена, карбид вольфрама. Карбиды ванадия, ниобия и тантала имеют одну из следующих формул: Ме2С и МеСх, и соединение МеСх имеет кубическую структуру, в которой X менее .

Способ позволяет использовать исходный мелкозернистый материал и обеспечивает повышение твердости и стойкости к истиранию твердых сплавов.

Способ предусматривает -использование для покрытия из газовой фазы галоида переходного тугоплавкого металла. Причем газовая атмосфера может быть водородной или применяться смесь ее с углеводородом.

Осаждение покрытия может быть осуществлено в 2 стадии: на первом этапе происходит

осаждение в основном чистого металла, а на

второй стадии проводят науглероживание

осажденного металла.

Способ предусматривает использование в качестве возможного цементирующего металла стали.

Предмет изобретения

Способ получения твердых сплавов, включающий смешивание порошка тугоплавкого соединения с цементирующим металлом и спекание, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости и сопротивления истиранию, перед смешиванием порошок тугоплавкого соединения покрывают карбидом тугоплавкого переходного металла осаждением из газовой фазы, содержащей галоидное соединение этого металла.