RU2011139184A

RU2011139184A - Твердосплавное тело

Info

Publication number: RU2011139184A
Application number: RU2011139184/02A
Authority: RU
Inventors: Игорь Юрьевич КОНЯШИН; Зебастиан Ральф ХЛАВАЧЕК; Бернд Генрих РИС; Франк Фридрих ЛАХМАНН
Original assignee: Элемент Сикс Холдинг Гмбх
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2013-04-10
Also published as: PE20121788A1; CA2748867C; US20120247028A1; AU2010217289A1; EP2401099A1; EP2401099B1; CL2011001996A1; PL2401099T5; PL2401099T3; GB0903343D0; WO2010097784A1; RU2521937C2; EP2401099B2; CA2748867A1; AU2010217289B2; BRPI1009761A2

Abstract

1. Твердосплавное тело, содержащее твердый сплав, включающий зерна карбида вольфрама и металлический связующий материал, содержащий кобальт с определенной концентрацией растворенного в нем вольфрама, и имеющее область поверхности, прилегающую к поверхности, и внутреннюю область, удаленную от поверхности, при этом указанные области граничат друг с другом, средняя доля связующего во внутренней области больше, чем в области поверхности, средняя концентрация углерода в связующем в области поверхности выше, чем во внутренней области, а средний магнитный момент твердого сплава в области поверхности больше, чем во внутренней области, и твердосплавное тело в основном не содержит эта-фазу и свободный углерод, а выраженная в массовых процентах концентрация вольфрама, растворенного в связующем, в области поверхности меньше, чем во внутренней области, и определяется, как (16,1-σ)/0,275, где σ- частное от деления величины магнитного момента твердого сплава в области твердосплавного тела на массовую долю связующего в этой области.2. Твердосплавное тело по п.1, у которого средний магнитный момент, выраженный в единицах мкТлм/кг материала, в области поверхности находится в пределах от 0,131X до 0,161X, а во внутренней области - в пределах от 0,110Y до 0,147Y, где Х и Y соответственно означают содержание кобальта в массовых процентах в области поверхности и во внутренней области, причем как X, так и Y составляют по меньшей мере примерно 1 мас.% и самое большее примерно 50 мас.%.3. Твердосплавное тело по п.1, в котором концентрация вольфрама, растворенного в связующем, в области поверхности составляет менее 7,6 мас.%.4. Твердосплавное тело по п.1, в котором о

Claims

1. Твердосплавное тело, содержащее твердый сплав, включающий зерна карбида вольфрама и металлический связующий материал, содержащий кобальт с определенной концентрацией растворенного в нем вольфрама, и имеющее область поверхности, прилегающую к поверхности, и внутреннюю область, удаленную от поверхности, при этом указанные области граничат друг с другом, средняя доля связующего во внутренней области больше, чем в области поверхности, средняя концентрация углерода в связующем в области поверхности выше, чем во внутренней области, а средний магнитный момент твердого сплава в области поверхности больше, чем во внутренней области, и твердосплавное тело в основном не содержит эта-фазу и свободный углерод, а выраженная в массовых процентах концентрация вольфрама, растворенного в связующем, в области поверхности меньше, чем во внутренней области, и определяется, как (16,1-σ_B)/0,275, где σ_B - частное от деления величины магнитного момента твердого сплава в области твердосплавного тела на массовую долю связующего в этой области.

2. Твердосплавное тело по п.1, у которого средний магнитный момент, выраженный в единицах мкТлм³/кг материала, в области поверхности находится в пределах от 0,131X до 0,161X, а во внутренней области - в пределах от 0,110Y до 0,147Y, где Х и Y соответственно означают содержание кобальта в массовых процентах в области поверхности и во внутренней области, причем как X, так и Y составляют по меньшей мере примерно 1 мас.% и самое большее примерно 50 мас.%.

3. Твердосплавное тело по п.1, в котором концентрация вольфрама, растворенного в связующем, в области поверхности составляет менее 7,6 мас.%.

4. Твердосплавное тело по п.1, в котором область поверхности представляет собой слой или пласт, образующий с внутренней областью одно целое, и имеет толщину не более 10 мм и по меньшей мере 0,5 мм.

5. Твердосплавное тело по п.1, у которого коэффициент твердости-ударпой вязкости в области поверхности составляет по меньшей мере около 20000 в единицах, представляющих собой произведение числа твердости по Виккерсу на МПа·м^1/2, причем вязкость при разрушении - это величина K_1C, измеренная методом Палмквиста.

6. Твердосплавное тело по п.1, в котором область поверхности включает фазу связующего в состоянии остаточного напряжения в пределах от -500 МПа до 300 МПа.

7. Твердосплавное тело по п.1, в котором средняя доля связующего в области поверхности меньше, чем во внутренней области по меньшей мере в 0,05 раз и не более чем в 0,90 раз.

8. Твердосплавное тело по п.1, в котором средний размер зерен карбида металла во внутренней области не превышает 5% от среднего размера зерен карбида металла в области поверхности.

9. Твердосплавное тело по п.1, в котором область поверхности в основном не содержит хрома или ванадия, или их карбидов.

10. Твердосплавное тело по п.1, в котором средняя твердость твердого сплава в области поверхности на 2-50% выше средней твердости твердого сплава во внутренней области.

11. Вставка инструмента для резки, машинной обработки, бурения, или формоизменения или разрушения какой-либо детали или другого предмета иным образом, включающая твердосплавное тело по одному из предыдущих пунктов.

12. Вставка инструмента по п.11, включающая конструкцию из поликристаллического алмаза или поликристаллического кубического нитрида бора, объединенную с твердосплавным телом.

13. Инструмент, включающий вставку по п.12.

14. Способ изготовления твердосплавного тела по любому из пп.1-10, включающий создание не спеченной заготовки, содержащей зерна карбида металла, распределенные в металлическом связующем, и имеющей содержание углерода в металлическом связующем в пределах 95%-99% от стехиометрического содержания углерода при наличии твердого сплава в металлическом связующем; предварительное спекание заготовки при температуре в диапазоне от 1000 до 1280°С в течение периода времени в пределах от 1 до 3 ч в вакууме или инертной среде для формирования предварительно спеченного тела, причем обеспечивают температуру, достаточно низкую для избежания существенного расплавления металлического связующего, и при этом температура и продолжительность спекания являются достаточными для сохранения открытой пористости в области поверхности заготовки; термическую обработку предварительно спеченного тела в углеродсодержащей среде для формирования науглероженной области поверхности с содержанием углерода в пределах 101%-105% от стехиометрического содержания; и жидкофазное спекание предварительно спеченного тела при температуре в диапазоне от 1320°С до 1400°С.