Шихта твердого сплава на основе карбида вольфрама

Шихта твердого сплава на основе карбида вольфрама

Реферат

 

Шихта твердого сплава на основе карбида вольфрама. Целью изобретения является улучшение режущих свойств инструмента из твердого сплава. Шихта на основе карбида вольфрама содержит кобальт, никель, а также ультрадисперсный нитрид титана с размером частиц 0,01-0,1 мкм в количестве 2-12 мас.%. 1 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам, используемым для изготовления режущего инструмента и износостойкой технологической оснастки.

Известны спеченные твердые сплавы на основе карбида вольфрама, легированные карбидами металлов 4 и 5 подгрупп Периодической таблицы, с металлической связкой на основе металлов подгруппы железа / В.И.Третьяков. Металлокерамические твердые сплавы. М. Металлургия, 1976, с. 475/, известные под марками ТК и ТТК. Недостатками этих твердых сплавов являются недостаточная механическая прочность, невысокая эксплуатационная стойкость.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама /заявка 452341 Швеция, кл. С 22 С 29/02. Способ получения спеченного изделия из твердого сплава с двумя дисперсными фазами и одной связующей/.

Недостатками подобного спеченного твердого сплава являются сравнительно низкая механическая прочность и низкий коэффициент стойкости при обработке сталей и сплавов резанием.

Сущностью разработки является повышение механической прочности и увеличение стойкости резца при обработке инструментальных и конструкционных сталей и сплавов.

Для этого предлагается шихта для изготовления спеченного твердого сплава на основе карбида вольфрама с цементирующей матрицей на основе кобальта, которая содержит нитрид титана с размером частиц 0,01-0,1 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. карбид вольфрама 68-92; нитрид титана 2-12; кобальт 4-15; никель 2-6.

Ультрадисперсный нитрид титана, вводимый в шихту для изготовления твердого сплава, позволяет добиться уменьшения адгезии режущего инструмента к обрабатываемому материалу, что повышает коэффициент стойкости при резании. Это также способствует снижению размера зерна карбидной фазы и увеличению механической прочности сплава.

Присутствие в составе металл-связки никеля снижает краевой угол смачивания расплавом твердой нитридной компоненты основы сплава, что предопределяет равномерное распределение металл-связки по объему изделия, снижает пористость и также способствует увеличению прочности.

Пример.

Твердый сплав получали путем совместного вибропомола исходных компонентов в течение 60 ч в среде этанола мелющими телами из твердого сплава ВК6, причем нитрид титана, не требующий измельчения, загружается в вибромельницу перед окончанием помола для перемешивания с остальными компонентами. Из высушенной в вакууме и пластифицированной шихты прессовали образцы для физико-механических испытаний, которые спекали в вакууме в течение 30-60 мин при температуре 1400-1450^oС.

В таблице приведены составы шихты для получения предложенного спеченного твердого сплава, а также составы сплавов, выходящие за пределы предложенного соотношения компонентов, и свойства твердых сплавов исследованных составов в сопоставлении со свойствами известного твердого сплава.

Как следует из приведенных в таблице данных, спеченные твердые сплавы в интервале предложенных составов (1-4) обладают в сравнении с известным твердым сплавом (8) более высокой прочностью и коэффициентом стойкости при резании.

При содержании компонентов твердого сплава за пределами предложенного (5-7) прочность и стойкость при резании не превосходят свойств прототипа.

Формула изобретения

Шихта твердого сплава на основе карбида вольфрама, содержащая порошки нитрида титана, кобальта и никеля, отличающаяся тем, что она содержит ультрадисперсный порошок нитрида титана с размером частиц 0,01-0,1 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитрид титана 2-12 Кобальт 4-15 Никель 2-6 Карбид вольфрама Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1