RU2096513C1 - Способ получения спеченного изделия из твердого сплава - Google Patents

Способ получения спеченного изделия из твердого сплава Download PDF

Info

Publication number
RU2096513C1
RU2096513C1 RU9293058244A RU93058244A RU2096513C1 RU 2096513 C1 RU2096513 C1 RU 2096513C1 RU 9293058244 A RU9293058244 A RU 9293058244A RU 93058244 A RU93058244 A RU 93058244A RU 2096513 C1 RU2096513 C1 RU 2096513C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
cobalt
binder phase
paragraphs
mixture
Prior art date
Application number
RU9293058244A
Other languages
English (en)
Other versions
RU93058244A (ru
Inventor
Эдерюд Стефан
Окерман Ян
Бьюфой Роберт
Карпентер Майкл
Бонно Максим
Пилло Жак
Original Assignee
Сандвик Актиеболаг
Эротюнгстен Пудрес С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9101078A external-priority patent/SE9101078D0/xx
Priority claimed from FR9106211A external-priority patent/FR2676673A1/fr
Application filed by Сандвик Актиеболаг, Эротюнгстен Пудрес С.А. filed Critical Сандвик Актиеболаг
Publication of RU93058244A publication Critical patent/RU93058244A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2096513C1 publication Critical patent/RU2096513C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
    • B01J3/065—Presses for the formation of diamonds or boronitrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
    • B22F1/065—Spherical particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Сущность изобретения является способ получения спеченного изделия из металлокерамического твердого сплава, содержащего одну и более твердых составляющих и связующую фазу на основе кобальта, никеля и/или железа. При приготовлении шихты по крайней мере часть порошка связующей фазы используют в виде неагломерированных частиц сферической формы. Порошок связующей фазы имеет размер менее 1 мкм. Шихту измельчают, прессуют и спекают. Спекание проводят при температуре 1375-1450oC. Способ позволяет улучшить свойства изделий из твердых сплавов. 15 з. п. ф-лы, 6 табл.

Description

Изобретение относится к способам получения спеченных изделий из твердых сплавов, в которых используются порошки связующей фазы со сферическими неагломерированными частицами.
Спеченные твердые сплавы получают технологией, обычной для порошковой металлургии, которая состоит в смешивании исходных порошков карбидов, кобальта и возможно других твердых материалов с одновременным механическим измельчением с использованием мельниц, вращающихся шаровых мельниц, вибромельниц, истирающих мельниц и других подобных устройств. Известная технология включает операции гранулирования измельченной смеси, сушку, прессование и спекание. [1] Известный способ предусматривает использование традиционно полученных порошков кобальта, которые имеют широкую область распределения частиц по крупности и тяжелы для измельчения, поскольку между элементарными частицами в образующих из них агмератах существуют крепкие связи.
Известен способ получения спеченного изделия из твердого сплава, включающий приготовление шихты с ее измельчением, содержащей 3-25 мас. кобальта в виде порошка дисперсностью 0,1-2 мкм, прессование и спекание при температуре 1250-1500oC с выдержкой в течение 2-10 мин [2] Этот способ является наиболее близким аналогом предложенного.
В этом способе порошок связующего кобальта является сверхтонким.
Недостатком известных способов является наличие пористости в материале изделия при использовании указанных режимов спекания и невысокие в связи с этим физико-механические свойства.
Технический результат, достигаемый описываемыми изобретением, заключается в том, что при использовании неагломерированных кобальтовых порошков сверхтонких фракций сферической формы получают твердый сплав со сниженной пористостью. При этом степень измельчения может быть снижена, что способствует уменьшению энергозатрат. Благодаря использованию сверхтонких неагломерированных порошков кобальта сферической формы может быть снижена температура спекания, что позволяет использовать в составе шихты компоненты, которые не представлялось вводить по традиционной технологии.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1. Суспензию гидроксида кобальта поместили в смесь моноэтиленгликоля и диэтиленгликоля при перемешивании. Суспензию, содержащую около 200 г на литр гидроксида кобальта, нагрели до температуры по крайней мере 200oC во время сильного перемешивания. Затем в моноэтиленгликоль добавили раствор нитрата серебра с тем, чтобы ввести от 0,07 до 3 г серебра на литр. Смесь сохраняли при той же самой температуре в течение 2 ч, а затем оставили для охлаждения до комнатной температуры.
Таким образом получили кобальтовый порошок (обозначенный Р 1) со следующими свойствами:
SEM диаметр частиц: 0,4 μм
С 1,36% по весу,
О 2,23% по весу,
SEM диаметр является средним диаметром частицы, измеренным растровым электронным микроскопом.
Кроме того, использовали следующее сырье:
Карбид вольфрама:
Источник: Eurotungstene Poudres (Франция)
Общее содержание углерода: 6,15% по весу.
Свободный углерод: 0,05% по весу.
Средний диаметр (Ficher) 0,09 м.
Карбид тантала:
Источник: H.C. Starek
Общее содержание углерода: 6,81% по весу
Свободный углерод: 0,10% по весу
Ниобий 9,09% по весу.
Кобальт (обозначенный F) получили восстановлением оксида водородом в соответствии с традиционным способом:
Источник: Eurotungstene Poudres
Диаметр по Фишеру 1,30 μм
С 0,012% по весу.
С помощью этих материалов приготовили следующие смеси:
Кобальт 3% или 6,5% по весу
Карбид тантала 0,5% по весу
Карбид вольфрама остальное.
Порошковую смесь (500 г) получили измельчением в мельнице типа "Истиратель" емкостью 9 л, содержащей 3,5 кг измельчающей среды (шары из металлокерамического сплава диаметром 3 мм) вращающейся со скоростью 250 оборотов в минуту в присутствии 200 мл этилового спирта (или ацетона) и при добавлении полиэтиленгликоля (2 г на 100 г смеси). Порошок измельчали в течение 7 или 14 ч и затем гранулировали с использованием сита с номером сита 120 μм.. Прессование проводили при одноосном уплотнении с двух направлений с использованием формы и пуансона из металлокерамического твердого сплава при давлении 125 МПа. Спекание проводили соответственно при 1375, 1410 и 1450oC. После спекания приготовили микрошлифы и определяли пористость и рекристаллизацию.
Пористость определяли в соответствии со стандартом ISO 4505 и выразили с помощью шкалы, по которой пористость увеличивается от АСО до АО8.
Рекристаллизацию карбида вольфрама (или общий рост зерна) определили микроскопическим осмотром и визуальным сравнением по внутренней стандартной шкале (аналогичной шкале ISO для пористости). Поскольку на сегодняшний день не существует других стандартов. Результаты выражены по шкале, начинающейся от R1 (отсутствие рекристаллизации) и заканчивающейся R5 (очень сильная рекристаллизация).
а) Кобальт 6,5% по весу.
Измельчение: 14 ч.
Спекание 1450oC.
Результаты:
Вид кобальта: P1; F
Пористость АО2; АО3/04.
Рекристаллизация: R2/F3; R4/R5.
в) Кобальт: 6,5% по весу.
Измельчение 7 ч.
Спекание 1450oC.
Результаты:
Вид кобальта P1; F.
Пористость AO2; AO4.
Рекристаллизации R2; R2/R3.
с) Кобальт 3% по весу
Измельчение 14 ч.
Спекание 1375, 1410, 1450oC
Результаты перед НIР
Результаты.
Температура спекания, 0oC 1375, 1410, 1450.
Вид кобальта PIF, PIF, PIF.
Пористость АО2 АО8; AO2 AO4; AO2 AO3.
хЗоны ликвации кобальта.
хСреднее число зон ликвации кобальта определяли подсчетом (на оптическом микроскопе) зон ликвации на 10 оптических полях при кратности увеличения 1500 раз и взятии среднего.
S несколько
N многочисленные
d) Кобальт 3% по весу.
Измельчение 14 ч.
Результаты после НIР.
HIP обработка состоит в помещении проб, спеченных во время предшествующего опыта в HIP печи при 1350oC в течение 2 ч под давлением 100 МПа (атмосфера аргон).
Результаты.
Температура спекания, 0oC: 1375, 1410, 1450
Вид кобальта PIF, PIF, PIF,
Пористость: AOI AOI, AOI AOI, AOI AOI,
Зоны ликвации кобальта SN, ON, ON,
S несколько
N многочисленные
О нет.
Эти опыты ясно показали, что при всех других одинаковых факторах, использование кобальта в соответствии с настоящим изобретением само по себе показывает выгоду в сравнении с традиционным кобальтом, поскольку оно влечет за собой уменьшение пористости и количества зон ликвации кобальта.
Пример 2
Две лабораторные загрузки порошка металлокерамического сплава приготавливали с использованием той же самой загрузки карбида вольфрама, эта загрузка имеет средний размер частиц около 1 μм, измеренный методом молекулярного сита по Фишеру. Во фракции А добавили 6% по весу традиционного порошка кобальта, полученного восстановлением водородом, а во фракцию В добавили 6% по весу сверхтонкого сферического кобальтового порошка. К каждой фракции добавили незначительное количество порошка хрома. Каждую фракцию довольно сильно измельчали путем измельчения 1 кг порошка 15 кг измельчающих тел в жидкости в течение 13,5 ч во вращающейся мельнице. Прессованные порошковые заготовки были получены из сухого порошка металлокерамического сплава и спечены в тесном контакте друг с другом в вакууме в области определенных температур. После спекания приготовили микрошилифы и определили степень пористости путем сравнения со стандартными микрофотографиями согласно методу ISO 4505. Распределение связующей фазы определили произвольным способом. Образцы сначала протравливали в течение 4 мин при комнатной температуре в реагенте Murahami и осматривали под оптическим микроскопом с кратностью увеличения 1500Х. Определяли среднее количество "зон ликваций кобальта", присутствующих в области обозрения, путем подсчета количества, наблюдаемого в 10 областях и разделении общего количества на 10. Зоны ликвации кобальта являются областями связующей фазы, обычно диаметром от 2 до 10 μм, которые встречаются, когда температура спекания была неподходящей, полученные результаты даны в табл.1.
Из приведенных в табл.1 результатов видно, что использование сверхтонкого сферического кобальтового порошка во фракции В оказывало заметное влияние на уровень микропористости и распределение связующей фазы, особенно заметное при самых низких используемых температурах спекания. Поскольку может быть допущено использование более низких температур спекания, использование сверхтонкого сферического кобальтового порошка обеспечивает усовершенствованную степень допуска изменения температуры в печи спекания.
Пример 3.
Две лабораторные загрузки порошка металлокерамического твердого сплава приготавливали с использованием той же самой загрузки карбида вольфрама. Эта загрузка имеет размер частиц около 40 μм в соответствии с методом молекулярного сита по Фишеру. Истинный размер частиц был, однако, приблизительно 15 μм, более высокое значение по Фишеру объясняется агломерацией. Во фракцию С добавили 6% по весу традиционного кобальтового порошка, а во фракцию D добавили 6% сверхтонкого сферического кобальтового порошка. Никаких других карбидов не добавляли, 1 кг загрузки порошка металлокерамического сплава измельчали в жидкости с 5 кг измельчающих тел в течение 13,5 ч во вращающейся мельнице. Прессованные порошковые заготовки были получены из сухого порошка металлокерамического сплава и спечены в тесном контакте друг с другом в вакууме в области определенных температур. После спекания приготовили микрошлифы и определили степень пористости согласно способу, детально рассмотренному в ISO 4505. Полученные результаты помещены в табл.2
Приведенные в табл.2 результаты показывают, что при использовании сверхтонких сферических кобальтовых порошков достигают заметного снижения уровня пористости. Таким образом, может быть использована более низкая температура спекания, и опять же обеспечивается усовершенствованная степень допуска изменения температуры в печи.
Пример 4
Упорные стержни для системы производства 60 мм алмаза испытывали согласно характеристике, представленной как продолжительность службы при производстве алмаза. Упорные стержни производили в трех различных фракциях металлокерамического сплава и пронумеровали произвольно перед испытанием. Эксплуатационные испытания при производстве алмаза проводили, используя "обычные" рабочие условия, поскольку полученные результаты по продолжительности сравнивали с продолжительностью службы упорных стержней, используемых в настоящее время. Все упорные стержни имеют сердцевину, состоящую из незначительного количества (2%) эта-фазы в структуре.
Упорные стержни фракции А производили в соответствии с традиционным производством металлокерамического сплава и использовали в качестве эталона в испытании. Упорные стержни производили, как описано в примере 1, с использованием 6% по весу традиционного кобальта, восстановленного водородом, и незначительного добавления карбида хрома. Температура спекания составила 1450oC, а металлокерамический сплав имел микропористость АО2. Микроструктура не показала зон ликвации кобальта.
Упорные стержни фракций В имели состав, подобный тому, который описан для упорных стержней фракции А, но без содержания карбида хрома. Упорные стержни подвергали горячему изостатическому прессованию при 4 МПа и 1410oC вместо стандартного спекания. В микроструктуре не была получена микропористость, а присутствовала 5,2 зон ликвидации кобальта на область, как показал микроскопический осмотр металлокерамического твердого сплава. Микроструктура была равной и не было видно влияния прерывистого или распространенного лишь местами роста зерна.
Упорные стержни фракции С мели состав в соответствии с изобретением, который описан в примере 2, но без содержания карбида хрома. Упорные стержни подвергали горячему изостатическому прессованию при тех же самых условиях, как и для упорных стержней фракции В. Осмотр микроструктуры металлокерамического сплава не показал микропористость (АОС) или зоны ликвации кобальта. Структура была равной без влияния прерывистого роста зерна.
α-фаза (WC) в микроструктуре 3 фракций упорных стержней имела средний размер зерна около 1,2 mм.
Результаты эксплуатационных свойств представлены действительным числом прессований на упорный стержень и оценены в соответствии с разрядом эксплуатационных качеств. Каждую фракцию металлокерамического сплава представили 6 упорными стержнями (см. табл.3).
Результаты показали, что фракция А была шероховатой, а упорные стержни имели трещины в верхней части. Фракция В имела лучшие эксплуатационные свойства, но получила тот же самый уровень разряда, что и фракция А. Три упорных стержня имели маленькие трещины на поверхности верхней части. Фракция С имела наилучшие эксплуатационные свойства при испытаниях и наилучшее прессование всех упорных стержней. Очевидно, что упорные стержни в соответствии с изобретением имели наиболее оптимальную твердость и вязкость, благодаря хорошо диспергированной матрице металлокерамического сплава и узкому распределению по крупности α-фазы.
Пример 5
Крупнозернистый карбид вольфрама с размером зерна 18 mм находился в таком состоянии, которое используют для получения испытуемых загрузок очень крупнозернистого металлокерамического сплава для конкретных асфальторежущих инструментов. Металлокерамический твердый сплав с низким содержанием кобальта и очень крупным размером зерна нуждается в достижении оптимального сочетания вязкости и износостойкости вместе с максимальным сопротивлением растрескиванию и термической усталости.
Использовали ту же самую процедуру, что и в примере 3, кроме того, что время измельчения уменьшили до 9,5 ч.
Фракцию Х получали с использованием 6% традиционного кобальта, а фракцию у получали с использованием сверхтонкого сферического кобальтового порошка с размером частиц 0,3 μм. Спекание проводили в вакууме при 1520oC. Фракция Х показала уровень пористости АО6, ВО6 плюс 8 пор размером 25 μм и была подвергнута обработке HIP. Фракция Y была полностью плотной с максимальной пористостью АО2, благодаря эффективному и однородному уменьшению зерен WC и превосходному смешиванию сферического кобальта с зернами карбида вольфрама.
Металлографический анализ дан в табл.4
Строгально-режущие наконечники для дорожного полотна производили из двух испытуемых загрузок и сравнивали с традиционной фракцией Z с 8 W/о Со, размером зерен WC 5 μм и твердостью 1200 Н 3. Из трех фракций были сделаны остроконечные резцы, которые были геометрически идентичны наконечникам из карбида, диаметром 9 мм, длиной 18 мм с конической верхней частью в то же самое время припаянным твердым припоем.
Испытания производили на конкретном дорожном строгальном станке с указателем СР 2000.
Диаметр барабана: 1 м, ширина барабана 2,2 м, скорость кирки (лома): 2,0 м/с, глубина резания: 25 мм. 180 инструментов, 60 на фракцию, были поровну распределены в барабане.
Результаты испытаний (средние значения для 50-ти инструментов) даны в табл.5
Пример 6
Из маленьких порций продукции производили головки для цилиндрических сверл диаметром 12 мм, которые имели многофазную структуру. Средний размер частиц WC составил 3,5 μм, а номинальное содержание кобальта составило 13,5% по весу. Добавленный кобальт представлял собой сверхтонкий сферический кобальтовый порошок с размером зерна по Фишеру 0,3 μм. Прессованные металлокерамические заготовки металлокерамического сплава спекали при 1340oC. Соответствующие головки получали при тех же самых параметрах производства, кроме температуры спекания, которая составила 1380oC. Эти головки возникли от порошка металлокерамического сплава, смешанного с традиционным порошком кобальта с размером зерна по Фишеру 1,4 μм. Все головки подвергли термической обработке в науглероженной атмосфере в течение 2 ч. При последующем осмотре микроструктуры головок, полученных из двух порций, можно было увидеть многофазную структуру с сердцевиной, которая содержала эта-фазу, окруженную зоной поверхности из металлокерамического сплава, не содержащего эта-фазу, и имеющего низкое содержание кобальта на поверхности и более высокое содержание кобальта около эта-фазной "сердцевины".
Изучение микропроб микрошлифов дало следующие результаты:
Фракция А (со сверхтонким кобальтом):
Эта-фазная сердцевина: (диаметр 5,0 мм)
Средний размер зерна эта-фазы: 4,1 μм
Среднее содержание кобальта: 11,5% вес.
Зона "богатая" кобальтом: (ширина 1,5 мм)
Среднее содержание кобальта: 14,2% вес.
Зона, обедненная кобальтом: (ширина 2,0 мм)
Среднее содержание кобальта: 10,0% вес.
Фракция В (согласно предшествующему уровню в данной области, использующей традиционный кобальт)
Эта-фазная сердцевина (диаметр 7,0 мм)
Средний размер зерна эта-фазы: 4,8μм
Среднее содержание кобальта: 11,5% вес.
Зона "богатая" кобальтом: (ширина 1 мм)
Среднее содержание кобальта: 15,3% вес.
Зона, обедненная кобальтом: (ширина 1,5 мм)
Среднее содержание кобальта: 8,7% вес.
На поверхностной зоне пористости не было видно, очевидно, что головки, полученные в соответствии с изобретением, дали более отчетливую многофазную структуру с более высоким градиентом кобальта на поверхностной зоне.
Пример 7
Проводили испытания на износ и ударную вязкость вращающихся буров в карьере медного месторождения. Вращающиеся буры были типа CS размером 9 7/8 дюйма и состояли из 3 цилиндрический корпусов со сферическими головками. Диаметр головок составил 12 мм. Для одного вращающегося бура головки в соответствии с изобретением располагали во всех положениях в ряду 1. При испытаниях использовали 3 типа вращающихся буров.
Бур А. Головки располагали в соответствии с примером 6 за исключением сравнительных головок, имеющих состав согласно предшествующему уровню в данной области.
Бур Б. Сравнительные головки примера 6, соответствующие предшествующему уровню в данной области, находятся во всех положениях.
Бур С. Стандартный металлокерамический твердый сплав с тем же самым составом, что и в примере 6, но не содержащий эта-фазу и без многослойной структуры.
Оборудование для бурения: 1 рсе. ВЕ 45R
Питание:
Исходный материал: 0-60000 фунтов
Число оборотов в минуту: 60 85
Глубина отверстия: 18 20 м
Тип породы: биотитовый гнейс, слюдяной сланец
Результаты представлены в табл.6
Фракции в соответствии с изобретением имеют тем больший срок службы, чем больше скорость бурения.
Измеряли изнашиваемость головок после того, как было пробурено 800 м.
Результаты.
Фракция А
Ряд 1. Головки в соответствии с изобретением средняя изнашиваемость 3,0 мм.
Ряд 2. Средняя изнашиваемость 2,8 мм.
Ряд 3. Средняя изнашиваемость 2,5 мм.
Профиль изнашиваемости показал эффект самозаточки, благодаря изнашиваемости, похожей на "яичную скорлупу". Этот эффект был наиболее заметен в ряду 1. Одна головка в ряду 1 отсутствовала.
Фракция В
Ряд 1. Средняя изнашиваемость 3,2 мм.
Ряд 2. Средняя изнашиваемость 2,8 мм.
Ряд 3. Средняя изнашиваемость 2,4 мм.
Износ головок был типа "яичной скорлупы". 3 головки из одного цилиндрического конуса ряда 1 и две головки соответственно первые из двух других конусов отсутствовали. В ряду 2 отсутствовали 2 головки.
Фракция С.
Ряд 1. Средняя изнашиваемость 3,6 мм.
Ряд 2. Средняя изнашиваемость 3,0 мм.
Ряд 3. Средняя изнашиваемость 2,6 мм.
Пять головок из одного цилиндрического конуса ряда 1 и четыре соответственно первые из двух других конусов отсутствовали. Скорость проникновения была замедленной после того, как пробурили 800 м.
Этот опыт дал удивительно хорошие результаты для вращающихся буров, снабженных головками, выполненными в соответствии с изобретением. Проникновение вращающегося бура было также очень хорошим.
Пример 8
Из 91,0 8,5 WC (2 μм/Со (1,2 μм смеси порошка приготовили гранулы (далее: основные гранулы) в соответствии с традиционной методикой. Затем к гранулам добавили достаточное количество кобальта (полиолевого типа, крупностью 1 μм) до достижения соответствующей пропорции С/Со, равной 88:12. После перемешивания в течение 30 мин в смесителе турбулентного типа образующуюся смесь (модифицированные гранулы) испытывали на текучесть в соответствии с ISO 4490, при этом были получены следующие результаты, (время/100 г, с):
Основные гранулы 53
Модифицированные гранулы 46
После прессования и спекания металлокерамических твердый сплав приготавливали с основными и модифицированными гранулами. Определяли твердость по Викерсу, были получены следующие результаты (НV50):
Основные гранулы 1455
Модифицированные гранулы 1300
Как ожидалось, твердость металлокерамического сплава с модифицированными гранулами была меньше, чем таковая металлокерамического сплава с основными гранулами с точки зрения более высокого содержания кобальта. Структура карбидов, полученных с модифицированными гранулами, была удовлетворительной.

Claims (16)

1. Способ получения спеченного изделия из твердого сплава, содержащего одну или более твердых составляющих и связующую фазу на основе кобальта, никеля и/или железа, включающий приготовление шихты из смеси сверхтонкого порошка связующей фазы с размером частиц не менее 1 мкм с порошком твердой составляющей, измельчение, прессование и спекание, отличающийся тем, что при приготовлении шихты по крайней мере часть порошка связующей фазы используют в виде неагломерированных частиц сферической формы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере 70 мас. неагломерированных частиц сферической формы порошка связующей фазы имеют размеры в области x ± 0,2 x, где x средний размер частиц порошка связующей фазы при условии, что интервал изменений размера частиц не меньше 0,1 мкм.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что неагломерированные частицы сферической формы в порошке связующей фазы составляют 10 50 мас. от общей массы связующей фазы.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что 100 мас. порошка связующей фазы используют в виде неагломерированных частиц сферической формы.
5. Способ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что неагломерированные частицы сферической формы используют в смеси с гранулированной порошковой твердосплавной шихтой.
6. Способ по любому из пп. 1 5, отличающийся тем, что в качестве неагломерированных частиц сферической формы используют порошок связующей фазы, полученный химическим осаждением соединений металлов из группы оксидов, гидроксидов или солей полиолей.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что химическое осаждение порошка связующей фазы осуществляют восстановлением с помощью полиоля при затравке реакционного пространства металлическими частицами, предпочтительно при затравке частицами палладия или серебра.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что спекание проводят путем горячего изостатического прессования или после спекания проводят горячее изостатическое прессование.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что спекание проводят при температуре 1375 1450oС.
10. Способ по любому из пп. 1 9, отличающийся тем, что порошок связующей фазы берут в количестве 0,1 40 мас. предпочтительно 3 25 мас. от массы твердосплавной шихты.
11. Способ по любому из пп. 1 10, отличающийся тем, что при приготовлении шихты вводят добавку в виде алмаза или кубического нитрида бора.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердой составляющей используют карбиды, нитриды и карбонитриды по крайней мере одного из металлов IVa, IIa или VIa групп Периодической системы элементов.
13. Способ по любому из пп. 1 12, отличающийся тем, что для спеченного изделия берут твердый сплав с размером зерна карбида вольфрама более 4 мкм и содержанием кобальта менее 10 мас.
14. Способ по любому из пп. 1 10, отличающийся тем, что для спеченного изделия берут твердый сплав с размером зерна карбида вольфрама менее 1,5 мкм и содержанием кобальта 5 7 мас.
15. Способ по любому из пп. 1 10, отличающийся тем, что для спеченного изделия берут твердый сплав с размером зерна карбида вольфрама менее 1,5 мкм, предпочтительно менее 0,7 мкм и содержанием 3 20 мас. кобальта, предпочтительно 4 12 мас.
16. Способ по любому из пп. 1 10, отличающийся тем, что шихту готовят из смеси твердых составляющих и порошка связующей фазы стехиометрического состава по отношению к углероду, а спеченное изделие содержит карбид вольфрама с размером зерна более 1,5 мкм и 10 25 мас. кобальта и частично науглерожено.
RU9293058244A 1991-04-10 1992-04-09 Способ получения спеченного изделия из твердого сплава RU2096513C1 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9101078-5 1991-04-10
SE9101078A SE9101078D0 (sv) 1991-04-10 1991-04-10 Hard metal articles made from powder containing ultrafine, spherical cobalt powders
FR91/06211 1991-05-23
FR9106211A FR2676673A1 (fr) 1991-05-23 1991-05-23 Utilisation, dans la preparation de carbures cementes a liant cobalt, de poudres de cobalt a grains spheriques non agglomeres.
PCT/SE1992/000234 WO1992018656A1 (en) 1991-04-10 1992-04-09 Method of making cemented carbide articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93058244A RU93058244A (ru) 1996-11-20
RU2096513C1 true RU2096513C1 (ru) 1997-11-20

Family

ID=26228706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9293058244A RU2096513C1 (ru) 1991-04-10 1992-04-09 Способ получения спеченного изделия из твердого сплава

Country Status (11)

Country Link
US (2) US5441693A (ru)
EP (1) EP0578720B1 (ru)
JP (1) JPH06506502A (ru)
CN (1) CN1035241C (ru)
AT (1) ATE195766T1 (ru)
AU (1) AU657753B2 (ru)
DE (1) DE69231381T2 (ru)
ES (1) ES2152228T3 (ru)
IE (1) IE921152A1 (ru)
RU (1) RU2096513C1 (ru)
WO (1) WO1992018656A1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466826C2 (ru) * 2006-12-27 2012-11-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Способ и система для уплотнения порошковых материалов при формовке бурового инструмента
RU2623545C2 (ru) * 2011-05-27 2017-06-27 Х.К. Штарк Гмбх FeNi - СВЯЗУЮЩИЙ АГЕНТ С УНИВЕРСАЛЬНЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
RU2631548C1 (ru) * 2016-12-30 2017-09-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Завод Технической Керамики" Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама
RU2680536C1 (ru) * 2018-02-12 2019-02-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Способ получения спеченного изделия из порошка кобальтохромового сплава
RU2694401C2 (ru) * 2013-05-31 2019-07-12 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Новый способ получения цементированного карбида и получаемый при его помощи продукт
RU2762689C1 (ru) * 2021-05-27 2021-12-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» Способ упрочнения аддитивных изделий из электроэрозионных кобальтохромовых порошков
RU2772880C1 (ru) * 2021-12-10 2022-05-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU) Способ получения никельхромового сплава Х20Н80, спеченного из электроэрозионных порошков, полученных в керосине

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE502754C2 (sv) * 1994-03-31 1995-12-18 Sandvik Ab Sätt att framställa belagt hårdämnespulver
US5679445A (en) * 1994-12-23 1997-10-21 Kennametal Inc. Composite cermet articles and method of making
SE518810C2 (sv) * 1996-07-19 2002-11-26 Sandvik Ab Hårdmetallkropp med förbättrade högtemperatur- och termomekaniska egenskaper
SE517473C2 (sv) * 1996-07-19 2002-06-11 Sandvik Ab Vals för varmvalsning med beständighet mot termiska sprickor och förslitning
US5773735A (en) * 1996-11-20 1998-06-30 The Dow Chemical Company Dense fine grained monotungsten carbide-transition metal cemented carbide body and preparation thereof
CA2207579A1 (fr) 1997-05-28 1998-11-28 Paul Caron Piece frittee a surface anti-abrasive et procede pour sa realisation
US6071469A (en) * 1997-06-23 2000-06-06 Sandvik Ab Sintering method with cooling from sintering temperature to below 1200° C. in a hydrogen and noble gas atmosphere
SE512754C2 (sv) * 1997-09-05 2000-05-08 Sandvik Ab Sätt att tillverka ultrafina WC-Co-legeringar
SE9703204L (sv) * 1997-09-05 1999-03-06 Sandvik Ab Verktyg för borrning/fräsning av kretskortsmaterial
US6197084B1 (en) * 1998-01-27 2001-03-06 Smith International, Inc. Thermal fatigue and shock-resistant material for earth-boring bits
SE518885C2 (sv) * 1998-02-20 2002-12-03 Seco Tools Ab Sätt att tillverka skär i submikron hårdmetall
DE19822663A1 (de) 1998-05-20 1999-12-02 Starck H C Gmbh Co Kg Sinteraktive Metall- und Legierungspulver für pulvermetallurgische Anwendungen und Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
SE9900593L (sv) * 1998-11-26 2000-05-27 Sandvik Ab Koboltpulver som är lätt separerbart i en etanollösning och användning av pulvret
SE9901244D0 (sv) * 1999-04-08 1999-04-08 Sandvik Ab Cemented carbide insert
US6248149B1 (en) 1999-05-11 2001-06-19 Baker Hughes Incorporated Hardfacing composition for earth-boring bits using macrocrystalline tungsten carbide and spherical cast carbide
SE9903600D0 (sv) * 1999-10-06 1999-10-06 Sandvik Ab Seal rings with improved friction and wear properties
SE9903898D0 (sv) * 1999-10-28 1999-10-28 Sandvik Ab Cemented carbide tool for wood working
US6385029B1 (en) * 2000-01-03 2002-05-07 Pva Corporation Total electrical transient eliminator
US6612787B1 (en) 2000-08-11 2003-09-02 Kennametal Inc. Chromium-containing cemented tungsten carbide coated cutting insert
US6575671B1 (en) 2000-08-11 2003-06-10 Kennametal Inc. Chromium-containing cemented tungsten carbide body
US6554548B1 (en) 2000-08-11 2003-04-29 Kennametal Inc. Chromium-containing cemented carbide body having a surface zone of binder enrichment
US20040025631A1 (en) * 2000-10-06 2004-02-12 Robert Fries Abrasive and wear resistant material
SE522730C2 (sv) * 2000-11-23 2004-03-02 Sandvik Ab Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning
US7017677B2 (en) * 2002-07-24 2006-03-28 Smith International, Inc. Coarse carbide substrate cutting elements and method of forming the same
US7407525B2 (en) * 2001-12-14 2008-08-05 Smith International, Inc. Fracture and wear resistant compounds and down hole cutting tools
JP2003251503A (ja) * 2001-12-26 2003-09-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 表面被覆切削工具
AT6278U1 (de) * 2002-09-02 2003-07-25 Plansee Tizit Ag Verwendung einer hartmetalllegierung
DE10300420A1 (de) * 2003-01-09 2004-07-22 Ceratizit Horb Gmbh Hartmetallformkörper
US7147939B2 (en) * 2003-02-27 2006-12-12 Kennametal Inc. Coated carbide tap
SE526851C2 (sv) * 2003-06-13 2005-11-08 Seco Tools Ab Sätt att tillverka titanbaserade karbonitridlegeringar
US20050262774A1 (en) * 2004-04-23 2005-12-01 Eyre Ronald K Low cobalt carbide polycrystalline diamond compacts, methods for forming the same, and bit bodies incorporating the same
DE102005019662A1 (de) * 2004-05-19 2005-12-08 Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering Verfahren zur Herstellung von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen
US20060090597A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Goia Dan V Polyol-based method for producing ultra-fine metal powders
SE0602494L (sv) 2006-11-22 2008-05-23 Sandvik Intellectual Property Metod att tillverka en sintrat kropp, en pulverblandning och en sintrad kropp
US7682557B2 (en) 2006-12-15 2010-03-23 Smith International, Inc. Multiple processes of high pressures and temperatures for sintered bodies
US8512882B2 (en) 2007-02-19 2013-08-20 TDY Industries, LLC Carbide cutting insert
US20100104874A1 (en) * 2008-10-29 2010-04-29 Smith International, Inc. High pressure sintering with carbon additives
US9127335B2 (en) 2009-04-27 2015-09-08 Sandvik Intellectual Property Ab Cemented carbide tools
UA93105C2 (ru) * 2009-04-27 2011-01-10 Борис Ильич Буяновер Способ производства заготовок или изделий из порошковых материалов
US8440314B2 (en) * 2009-08-25 2013-05-14 TDY Industries, LLC Coated cutting tools having a platinum group metal concentration gradient and related processes
RU2447169C2 (ru) * 2010-06-18 2012-04-10 Открытое акционерное общество "ВНИИИНСТРУМЕНТ" Способ изготовления спеченного твердого сплава
PT2433727E (pt) * 2010-09-24 2015-07-02 Sandvik Intellectual Property Método para a produção de um corpo compósito sinterizado
JP6139538B2 (ja) * 2011-10-17 2017-05-31 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ 超硬合金又はサーメット体を作成する方法
US9764523B2 (en) 2011-11-29 2017-09-19 Smith International, Inc. High pressure carbide component with surfaces incorporating gradient structures
US9193038B2 (en) * 2011-12-09 2015-11-24 Smith International Inc. Method for forming a cutting element and downhole tools incorporating the same
DE102012203088A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Bohrkrone
WO2013178804A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Sandvik Intellectual Property Ab Method of making a cbn material
CN103078119B (zh) * 2013-01-22 2015-11-11 中银（宁波）电池有限公司 一种无汞碱性电池负极材料及其制备方法
JP6387627B2 (ja) * 2014-03-04 2018-09-12 三菱マテリアル株式会社 耐熱亀裂性に優れた炭化タングステン基超硬合金製工具の製造方法
PL2955241T3 (pl) * 2014-06-12 2024-05-06 Maschinenfabrik Gustav Eirich Gmbh & Co. Kg Sposób wytwarzania elementów z węglików spiekanych albo z cermetu
CN106756398A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 黄佐信 一种雨伞不锈钢中棒及其制备方法
JP7259767B2 (ja) * 2018-01-31 2023-04-18 株式会社プロテリアル 超硬合金製複合ロール
FR3086953B1 (fr) * 2018-10-09 2023-01-06 Saint Gobain Ct Recherches Billes frittees en carbure(s) de tungstene
CN112375951B (zh) * 2019-09-10 2022-08-02 湖北中烟工业有限责任公司 一种金属陶瓷发热材料及其制备方法
CN110779786A (zh) * 2019-11-11 2020-02-11 长沙黑金刚实业有限公司 一种硬质合金球齿内部组织的检测方法
CN116790953B (zh) * 2023-07-05 2024-01-05 中国机械总院集团北京机电研究所有限公司 高性能纳米硬质合金制品及其制备方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215510A (en) * 1963-10-02 1965-11-02 Gen Electric Alloy
US3480410A (en) * 1968-05-15 1969-11-25 Fansteel Inc Wc-crc-co sintered composite
US3674443A (en) * 1969-05-28 1972-07-04 Du Pont Titanium carbide-nickel compositions
US3532493A (en) * 1969-07-31 1970-10-06 Du Pont Rapid sintering of porous compacts
US4013460A (en) * 1972-03-21 1977-03-22 Union Carbide Corporation Process for preparing cemented tungsten carbide
US3816081A (en) * 1973-01-26 1974-06-11 Gen Electric ABRASION RESISTANT CEMENTED TUNGSTEN CARBIDE BONDED WITH Fe-C-Ni-Co
JPS5075511A (ru) * 1973-11-09 1975-06-20
SE392482B (sv) * 1975-05-16 1977-03-28 Sandvik Ab Pa pulvermetallurgisk veg framstelld legering bestaende av 30-70 volymprocent
JPS5420909A (en) * 1977-07-17 1979-02-16 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of apparatus for sintering supper hard alloy
US4150984A (en) * 1977-09-15 1979-04-24 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Tungsten carbide-base sintered alloys and method for production thereof
US4442180A (en) * 1978-05-14 1984-04-10 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Sintered body for use in a cutting tool and the method for producing the same
US4329169A (en) * 1980-08-18 1982-05-11 Gte Products Corporation Method for producing cobalt metal powder
FR2537898A1 (fr) * 1982-12-21 1984-06-22 Univ Paris Procede de reduction de composes metalliques par les polyols, et poudres metalliques obtenues par ce procede
JPS59229431A (ja) * 1983-05-20 1984-12-22 Mitsubishi Metal Corp 切削工具用高靭性サ−メツトの製造法
JPS60224704A (ja) * 1984-04-20 1985-11-09 Mazda Motor Corp 低温焼結性粉末シ−ト
DE3574738D1 (de) * 1984-11-13 1990-01-18 Santrade Ltd Gesinterte hartmetallegierung zum gesteinsbohren und zum schneiden von mineralien.
JPS61194148A (ja) * 1985-02-22 1986-08-28 Hitachi Metals Ltd 超微粒子超硬合金
JPH0617531B2 (ja) * 1986-02-20 1994-03-09 日立金属株式会社 強靭性サ−メツト
JPS62287038A (ja) * 1986-06-05 1987-12-12 Fuji Dies Kk Ｃｏ−Ｎｉ−Ｓｎ系金属基ダイヤモンド焼結体
DE3711650A1 (de) * 1987-04-07 1988-10-27 Norddeutsche Affinerie Verfahren zum herstellen von nichteisenmetallpulver bzw. ne-metallpulvergemischen
JPH05271842A (ja) * 1990-09-12 1993-10-19 Hitachi Metals Ltd サーメット合金及びその製造方法
SE9003521D0 (sv) * 1990-11-05 1990-11-05 Sandvik Ab High pressure isostatic densiffication process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. - М.: Металлургия, 1972, с. 510 - 523. 2. US, патент, 3532493, кл. C 22 C 29/00, 1969. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466826C2 (ru) * 2006-12-27 2012-11-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Способ и система для уплотнения порошковых материалов при формовке бурового инструмента
RU2623545C2 (ru) * 2011-05-27 2017-06-27 Х.К. Штарк Гмбх FeNi - СВЯЗУЮЩИЙ АГЕНТ С УНИВЕРСАЛЬНЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
US9821372B2 (en) 2011-05-27 2017-11-21 H. C. Starck Gmbh FeNi binder having universal usability
US11207730B2 (en) 2011-05-27 2021-12-28 Höganäs Germany GmbH FeNi binder having universal usability
RU2694401C2 (ru) * 2013-05-31 2019-07-12 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Новый способ получения цементированного карбида и получаемый при его помощи продукт
RU2631548C1 (ru) * 2016-12-30 2017-09-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Завод Технической Керамики" Способ получения изделий из твердого сплава на основе карбида вольфрама
RU2680536C1 (ru) * 2018-02-12 2019-02-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Способ получения спеченного изделия из порошка кобальтохромового сплава
RU2762689C1 (ru) * 2021-05-27 2021-12-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» Способ упрочнения аддитивных изделий из электроэрозионных кобальтохромовых порошков
RU2772880C1 (ru) * 2021-12-10 2022-05-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU) Способ получения никельхромового сплава Х20Н80, спеченного из электроэрозионных порошков, полученных в керосине

Also Published As

Publication number Publication date
CN1065614A (zh) 1992-10-28
DE69231381T2 (de) 2000-12-28
ATE195766T1 (de) 2000-09-15
IE921152A1 (en) 1992-10-21
EP0578720A1 (en) 1994-01-19
EP0578720B1 (en) 2000-08-23
DE69231381D1 (de) 2000-09-28
JPH06506502A (ja) 1994-07-21
US5441693A (en) 1995-08-15
US5619000A (en) 1997-04-08
CN1035241C (zh) 1997-06-25
WO1992018656A1 (en) 1992-10-29
ES2152228T3 (es) 2001-02-01
AU1642092A (en) 1992-11-17
AU657753B2 (en) 1995-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2096513C1 (ru) Способ получения спеченного изделия из твердого сплава
KR101395479B1 (ko) 입방정계 질화붕소 콤팩트
CA2585437C (en) Cubic boron nitride compact
Tennery et al. Structure-property correlations for TiB 2-based ceramics densified using active liquid metals
WO2021048265A1 (en) Sintered polycrystalline cubic boron nitride material
JP2920482B2 (ja) 靱性に優れた炭化ケイ素焼結体及び製造方法
US3531280A (en) Heterogeneity by mixing diverse powders prior to consolidation
US20230037181A1 (en) Polycrystalline cubic boron nitride material
Norfauzi et al. Effect Of Pressure On Density, Porosity And Flexural Strength During Cold Isostatic Press Of Alumina-Ysz-Chromia Cutting Tool
CA2108131A1 (en) Method of making cemented carbide articles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060410