CS209769B1 - Způsob výroby rozměrných výrobků z karbidů kovů - Google Patents

Abstract

Způsob výroby rozměrných výrobků z karbidů kovů. Vynález se týká oboru práškové metalurgie. Vynález řeší způsob výroby rozměrných výrobků z karbidů kovů s vysokým obsahem pojící fáze s nízkou tepelnou vodivostí připravených postupy práškové metalurgie. Podstatou vynálezu je, že se odpáráfinované výlisky dolisují tlakem 100 až 300 MPa, uloží na dělené posuvné podložky s vrstvou podsypu, tepelně odstíní a slinují.

Description

Vynález se týká způsobu výroby rozměrných výrobků z karbidů kovů s vysokým obsahem pojící fáze s nízkou tepelnou vodivostí, připravených postupy práškové metalurgie.

Jednou z významných fyzikálních vlastností je měrná tepelná vodivost materiálů [W/(m, °C)].

Je pozoruhodné, že v oblasti slinutých karbidů až dosud nejrozšířenější karbid wolframu WC se vyznačuje mimořádně vysokou hodnotou tepelné vodivosti, zatím co ostatní karbidy přechodných kovů, jako např. TiC, Cr₃C₂ a zejména M02C mají hodnoty podstatně nižší, jak ve srovnání s WC, tak i ve srovnání s tepelnou vodivostí kovů skupiny železa, které tvoří ve slinutých karbidech pojící fázi. Tepelná vodivost složek se promítá do příslušných soustav jednotlivých druhů slinutých karbidů a ovlivňuje nejen jejich užitné vlastnosti, ale i způsob výroby. Přehled tepelných vodivostí zmíněných materiálů je uveden v následující tabulce.

Měrná tepelná vodivost karbidů kovů skupiny železa a některých druhů slinutých karbidů Cw/(m, °C)].

Karbidy přechodných kovů	Kovy skupiny železa
TiC 36,4 ZrC 41,9 HfC 29,3	VC 39.4 Nbl 18.4 TaC 22,2	Cr3C2 19,2 Cr7C3 15,2 Mo2C 6,7 WC 196,8	Fe 73,3	Co 69,5	Ni 67,0
Některé	typické druhy slinutých karbidů
Označení		Objemové složení (%)		Měrná tepelná vodivost
GH		69 WC + 31 Co		157,4
FERORIC		HOTIC + 2,5 Mo2C + 2,5 Cr3C2	+	55,5
		+ 55 Fe
T 60		73 TiC + 13,5 Mo2C + 13,5 Ni		36,5
CR 20		79 Cr3C2 + 5 Cr7C3 + 16 Ni		26,6

Vliv rozdílné tepelné vodivosti slinutých karbidů na bázi WC a tzv. bezwolfrámových slinutých karbidů se projevuje zejména při jejich slinování. U menších těles do průměru asi 50 mm nejsou tyto rozdíly ještě tak výrazné a jejich slinováni probíhá celkem bez obtíži. Avšak např. při slinování matric pro protlačování barevných kovů ze slinutého karbidu chrómu o průměru nad asi 60 mm až do průměru asi 140 mm a případně i větších, docházelo pravidelně k radiálním trhlinám, jejichž vzniku nebylo možné zamezit ani značným prodloužením slinovacího cyklu. Podstatně nižší tepelná vodivost tohoto materiálu, snížená navíc pórovitostí výchozího výlisku, je příčinou nadměrného teplotního rozdílu mezi vnějším povrchem a středem slinovaného válcového tělesa. To má za následek smrštování tělesa směrem od jeho středu k okrajům. Takové napětí ve středové oblasti je tak velké, že snadno dochází k porušení soudržnosti a ke vzniku radiálních trhlin a někdy k rozpadnutí celého kusu. K tomu přispívají i značné brzdné síly, vznikající vlivem tření smršlujícího se výlisku o podložku, nebol lineární smrštění činí asi 26 %.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby rozměrných výrobků z karbidů kovů s vysokým obsahem pojící fáze s nízkou tepelnou vodivostí, připravených postupy práškové metalurgie podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se odparafinované výlisky dolisují tlakem

209769 2

100 až 300 MPa, uloží na dělané posuvné podložky s vrstvou podsypu, tepelně odstíní a slinují.

Výhodou způsobu podle tohoto vynálezu je, že umožňuje slinování výrobků, například matric s průměrem nad 60 mm bez radiálních trhlin.

Přiklad

Způsob výroby velkých těles ό průměru nad 60 mm z bezwolframových slinutých karbidů s nízkou tepelnou vodivostí se podle vynálezu provádí následovně. Pro zlepšení tepelné vodivosti se provede dolisování odparafinovaného výlisku tlakem 100 až 300 MPa, například hydrostaticky v plastickém vodotěsném obalu. Takto upravený výlisek se uloží do ochranného grafitového kelímku na grafitové segmenty ve tvaru kruhových výsečí nebo podložky jiného vhodného tvaru. Mezery mezi segmenty nebo podložkami musí být nastaveny tak, aby dovolily vzájemné přiblížení při smršlování slinovaného tělesa, aniž by došlo ke vzájemnému dotyku. Mezera se volí obvykle v rozsahu 5 až 8 mm podle velikosti a hmotnosti tělesa. Horní plocha segmentů nebo podložek se před vložením do ochranného kelímku opatří rovnoměrnou vrstvou podsypu, například žíhaného kysličníku hlinitého, aby se zabránilo reakci mezi grafitem a slinovaným tělesem. Tloušlka vrstvy podsypu musí být nejméně 1 mm silná, u materiálů s vysokým objemovým obsahem pojící fáze nad 15 % pak nejméně 4 mm silná.

Vnitřní stěna ochranného grafitového kelímku se- vyloží tepelně izolační vrstvou z grafitové plsti o tloušlce 5 až 7 mm nebo několika závity grafitové fólie. Tím se potlačí nežádoucí velký tepelný spád mezi vnějším okrajem výlisku a jeho středem a těleso výlisku je ohříváno spíše sáláním víka a dna kelímku. Slinování se provádí při teplotách závislých na druhu slinovaného materiálu.

Claims (1)

1. Způsob výroby rozměrných výrobků z karbidů kovů s vysokým obsahem pojící fáze s nízkou tepelnou vodivostí, připravených postupy práškové metalurgie, vyznačený tím, že se odparafinované výlisky dolisují tlakem 100 až 300 MPa, uloží na dělené posuvné podložky s vrstvou podsypu, tepelně odstíní a slinují.