Известно, ЧТО IB состав }11еталлокерамических твердых сплавов, предназначаемых для обработки сталей, келесообразно вводить, помимо карбида вольфрама и цементирующего металла (кобальта или никеля), также один или несколько готовых сложных карбидов металла IV ил1 V группы элементов (титан, цирконий, тантал, ниобий, ванадий).
Однако принятый в существующем Производстве способ получения этих карбидов путем прокаливания смеси их окислов с углем (сажей) в угольно-трубчатой печи типа Таммана при атмосферном давлении не обеспечивает получения карбидов в чистом состоянии, так как вследствие высокого сродства металлов IV и V группы элементов к кислороду и азоту их карбиды содержат примеси этих элементов, прочно удерживающихся в го.могенной кристаллической решетке карбидов.
Введение таких карбидов в состав твердых сплавов затрудняет процесс спекания последних и нарушает стандартность состава и свойств вследствие происходящего во время спекания выделения газовых примесей. Тчроме того необходимость удаления газовых примесей удлиняет в 2-.3 раза процесс спекания сплава, что затрудняет регулировку режима спекания, с целью получения нужной структуры сплава и, наконец, удаление приЛ1еси кислорода в форме СО изменяет в неопределенных пределах состав сплава по углероду, что создает нестандартность его свойств.
Для получения сложных карбидов металлов IV и V группы элементов в чистом виде без примесей кислорода известны следующие способы.
Первьп способ - получение карбидов в вакуумной печи - сложен и малопроизводителен.
Второй способ получения карбидов в форме твердого раствора с карбидом Вольфрама путем перекристаллизации посредствОМ вспомогательного расплавленного металла, который затем удаляется растворением, осуществляется следующим образом: вольфрам, угоЛь и неполный карбид титана или тантала И т. 1п. вводится в тигель с расплавленньм никелем или алюмйН1ием, в котором происходит ;растворение указанных тугоп,1авких металлов и углерода. Пр« этом кислород выделяется в форме окиси углерода, а в процессе последующего остывания вольфрам и титан (тантал, «иобий 1й т. д.) с углеродом выкристаллизовываются в форме кристалJiOB чистого твердого раство са карбидов (TiC-WG, ТаС-WC и т. п.). Затем образовавшийся слиток обрабатывают царской водкой для растворения никеля и получен)ый порошок смешивают с кобальтовым порошко м и подвергают прессовке и спеканию.
Этот метод требует затраты дорогих материалов - соляной и азотной кислОТ для растворения никеля и затраты вспомогательного металла - никеля или алюминия.
Известен и третий способ получения более чистого и более активного в оиношении процесса спекания сложного карбида WC - TiC, состояш,ий в том, что предварительно полученные в отдельности карбиды вольфрама и титана совместно прокаливаются в течение Va-1 часа при высокой температуре, с целью образования твердого раствора (WiC-TiC). Во избежаиие сильного спекания и роста зерен сложного :карбида во время его образования, -а также для облегчения его дальнейшего дробления, исходные карбиды (WC и TiC) тшательно отмывают соляной кислотой от примеси Железа, к полученному твердому раствору карбида добавляют цеА1ентируюш,ий металл: - кобальт и подвергают смесь мнсгосуточному мокрому размолу в шаровых .мельницах.
Однако и этот усложненный метод не оказывает суш:ественнык изменений в процессе спекания титано-вольфрамовых сплавов и при данном методе также приходится применять режимы спекания, значительно удлиненные по сравнению с режимами спекания сплавов.
Предлагаемый настОЯш;им изобретением способ изготовления твер,яых сплавов устраняет указанные недостатки и обеопечивает высокое качество и однО|родиость продукции, -одновременно значительно упрош,ая технологическую схему и повышая
производительность оборудования. Способ ааключаешся в том, что в первоначальную шихту для изготовления сложного карбида добавляют вспомогательный металл - кобальт или никель в количестве не менее половины содержания этого металла в конечном сплаве. Полученную шихту прокаливают в угольном патроне при температуре 1700-2400°С и полученный материал размалывают в Порошок крупнОСтью зерна не более 5 микрон. В ра змолоты 1 продукт дошихтовывают вольфрам и вспомогательный металл и из смеси изготовля от известными приемами металлокерамики твердые сплавы. Этот способ обеспечивает уменьшение газовыделения прл спекании сплавов.,
Способ иллюстрируется на примере изготовления титано-вольфрамового кобальтового твердого сплава. Исходными веш.ествами с.ттужат порошки: двуокиси титана или кисJ.; рюдсодержап его неполного карбида титана, вольфрама и кобальта. Смесь этих порош1ков брикетируется в угольнсм патроне MI прокаливается в угольно-трубчатой печи тиПа Таммана в атмосфере водорода при 1700-2400°. В результате происходит ВО(сста1новленИе двуокиси титана или юислородсодержаш.его карбида титана, карбонизация титана п вольфрама « образование твердо1Г0 раствора карбидов ва счет их 1перек|ристаллйзации через расплавленный Кобальт, который смачиазает 1И П01к(ры|вает жидкой плеНКОЙ зерна, карбида. При этом объем кобальтовой фазы увеличивается за счет зна чительнога растворения в нем карбидов при указанной высокой температуре.
В при1сутствии вольфрама и кобальта процеСС 1восстановл0ния двуокИ Си1 тита1на и процесс юбразавания твердого ipacTBqpa карбидов sai счет перек1ризсталлиза1ЦИИ1 через Жидкую фазу |сильно ускоряются; на проведение обоих ЭТИХ прО1це(йсо1В IB совокуиности требуется №е11более л№1нут, IB зависимости от величины за г1руз ки. После остываНия получает1ся впеченный |блок, со стоящнй из хорошо перекристаллизованных
зерен чистого твердого раствора карбидав i(WC - TiC), окруженных пленками застывшей, богатой кобальтом, фа1зы.
В отличие от ipaHee описагнного reтo)дa диффузионного образования сложното THTaiHO - вольфрамового ка)рбида путем |Прохали1ванИЯ смеси WC + TiC, предварительно отмытой от следов цементирующего геталла, Предлагаемый процесс гтроводится -в Присутствии кобальта в качестlie цементирующего металла, что одна-ко не; создает затруднений при последующем раздроблен1ИИ карбид1ЮГО блока, так 1как, вследстйие савмещения процессов восстановления окисла титана- и образования сложного карбида, во время этого процесса происходит газовыделение, которое создает пористую и хрупкую структуру блока сложного карбида. После раздробления блока на 1куски, они подвергаются размолу ;в порощок, 1C величиной зерен не Gojree 3-5 микрон в шаровой мель{гице, футерованной «знутрн, во избежание натирания железа нластинка.мИ твердого сплава с. шарамЕ из твердого сплава.
В составе исходной смеси TiO2 + + W - Со +С ИЛИ W + Со + С соотнощение весов WC ; TiC должно быть не менее, че.г 3:1, что соответствует монамолекуля-рному соотношению карбидов, и не больше, чем соответствующее насыщенному твердому раствору при температ)фе карбонизации -2000°, т. е. 5:1. ТаКИ1М образом в 1суммё карбидов доля карбида вольфрама должна составлять от 50 до 70% аюлярных.
После разлгола перекристаллизованного блока его подвергают анализу яа содержание углерода, к шихте добавляют необходимое коли чество порошка вольфрама для связывания свободного тлерода и, в ;случае1 необходи1мости, карбида вольфрама, и кобальта для получения нужного окончательного состава Ш1ИХТЫ; последняя перемешивается в шаровой мельниде, футерованной твердыми ;ст1лавом; яли. резиной, с из твердого сплава; в ирис1 тст вии инертной жидкости (1сяти(рт и т.. п.), йлш без1 нее, и
затем Омесь после сушки прессуется и Опекаетс-я как сбычено.
Так как все; основные компоненты омеси уже прошли через операцию 1вью жотемнературной обработки м реакции гавовыделения зако}1чились, то спекание без) газовыделения лроходит iB 2-3 раза быстрее, при обычном процессе производства титано-вольфрамовых керамичеоких 1спла:вов. Это создает воз-люжность широкого регулирования режима спекания и позволяет получить нужную мелкозернистую структуру сплава.
Ускорение процесса спекания благоприятствует та.хже н сохранению заданного исходной шихтой состава сплава, по углероду, что весьма важнО для стабилизации его оптимальных свойств. В обычном же производстве, при длительно.м сохраненя1и во время .спекания пористого состояния сплава, происходит взаи1моде1 ствие его ко:мпонентов с окружающими газа,ми (разуглероживание, нитрация и т. п.). В предлагаемом же способе спекание протекает весьма быстро, поры, в основном, затягиваются в течение первых i/i-- 4 Часа выдержки на га;кси,альной температуре, что у.геньшает возможность изменения состава CiПлaJвa возде1{гтвием наружных газов.
Описанный метод применил для изготовления аналогичных сплавов, в которых карбид титана частично или полностью заменяется; карбидом циркония, ванадия, ниобия, таНтала, а кобальт - никелем.
Предмет и з о б р е т е н и я
Способ изготовления Л1еталлокера;мических твердых сплавов из предварительно изготовленных сложных карбидов вольфрама и металло: IV и V групп Периодической системы элелгентов, от ЛИ ч а ю щ и и с я тем, ЧТО, с целью уменышения; газовыделения при спекании сплава, в первоначальную шихт}- для изготовления сложного карбида добавляют вспомогательный металл - кобальт или никель IB количестве не 1менее половины содержания этого метал№ 65067 .ла .в конечном продукте, затем эту шихту прокаливают в угольно-м патроне при температуре 1700-2400° С, полученный 1Материал размалывают li nopouioK |К|рупиО|Стъю seipwa не более 5 мнкрон и лосле соответствующей дошихтовки вольфрамом и вспомогательньими 1металла1ми из этого порошка изготовляют твердые спла1вы известными приемами металлокерамики. 
