RU2167742C2 - Method of hard facing of metal articles - Google Patents

Method of hard facing of metal articles Download PDF

Info

Publication number
RU2167742C2
RU2167742C2 RU99106690A RU99106690A RU2167742C2 RU 2167742 C2 RU2167742 C2 RU 2167742C2 RU 99106690 A RU99106690 A RU 99106690A RU 99106690 A RU99106690 A RU 99106690A RU 2167742 C2 RU2167742 C2 RU 2167742C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
metal
nickel
carbide
vacuum
Prior art date
Application number
RU99106690A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99106690A (en
Inventor
Ф.Н. Рыжков
А.В. Башурин
Е.В. Авилова
Original Assignee
Курский государственный технический университет
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
Application filed by Курский государственный технический университет filed Critical Курский государственный технический университет
Priority to RU99106690A priority Critical patent/RU2167742C2/en
Publication of RU99106690A publication Critical patent/RU99106690A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2167742C2 publication Critical patent/RU2167742C2/en

Links

Abstract

FIELD: mechanical engineering, particularly, hard facing of metal articles, for instance, stamping tools. SUBSTANCE: method includes application of layer of powder of metal carbide and metal binder to article surface and sintering them in vacuum. In this case, metal binder is used as a nickel-titanium powder. Layer of powder of metal carbide and metal binder includes components in the following ratio, wt.%: nickel, 12.7-13.4; titanium, 64.-7.5; metal carbide, the balance. Additionally introduced is intermediate layer between sintered layer and article surface as a nickel foil at least 0.05 mm thick. Sintering in vacuum is performed at rarefaction of not less than 5 x 10-3 mm Hg. EFFECT: higher strength of adhesion of hard alloy layer with article surface with absent friability of applied layer.

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к получению твердого сплава на металлической матрице, например для штампового инструмента. The invention relates to mechanical engineering, namely to the production of a hard alloy on a metal matrix, for example, for a stamping tool.

Известен способ армирования металлических поверхностей зернистым твердым сплавом, включающий нанесение зерен твердого сплава на поверхности изделия и последующее их припекание (нагрев до плавления металла на связке), причем зерна твердого сплава предварительно плакируют металлом-связкой, а припекание осуществляют электрическим током через полученную шихту и армируемое изделие (Авторское свидетельство 393044, B 22 F 7/00, бюллетень N 33 от 10.08.73). A known method of reinforcing metal surfaces with a granular hard alloy, comprising applying grains of hard alloy to the surface of the product and then baking them (heating until the metal melts on a binder), the grains of the hard alloy being pre-clad with a metal binder, and the baking is carried out by electric current through the resulting mixture and reinforced product (Copyright certificate 393044, B 22 F 7/00, bulletin N 33 of 08/10/73).

Однако данный способ применительно к нанесению твердого сплава на металлическую поверхность имеет существенные недостатки:
1) низкую прочность сцепления нанесенного твердосплавного покрытия с основой;
2) недостаточную прочность сцепления твердосплавных дисперсных частиц карбидов вольфрама между собой вследствие недостаточной температуры для применяемой связки (спекание твердого сплава проводится при температурах 1250-1300oС).However, this method with respect to the deposition of a hard alloy on a metal surface has significant disadvantages:
1) low adhesion strength of the applied carbide coating to the base;
2) insufficient adhesion of carbide dispersed particles of tungsten carbides to each other due to insufficient temperature for the binder used (sintering of the hard alloy is carried out at temperatures of 1250-1300 o C).

При проведении информационного поиска установлено, что прототипом изобретения является известный способ армирования металлических изделий износостойким слоем (твердосплавным), включающий нанесение на поверхность изделия слоя карбида металла, например, карбида вольфрама на металлической связке и спекание и вакууме. При этом металл связки может быть использован в виде порошка, смешанного с порошком карбида вольфрама или титана (SU 451503, 30.11.74, B 22 F 7/00). When conducting an information search, it was found that the prototype of the invention is a known method of reinforcing metal products with a wear-resistant layer (carbide), which includes applying a layer of metal carbide, for example, tungsten carbide on a metal binder, and sintering and vacuum. In this case, the metal of the binder can be used in the form of a powder mixed with a powder of tungsten carbide or titanium (SU 451503, 30.11.74, B 22 F 7/00).

Данный способ также имеет недостаток - невысокую прочность соединения с основным металлом, а также повышенную хрупкость нанесенного слоя, что не приемлемо для штампового инструмента. This method also has the disadvantage of the low strength of the connection with the base metal, as well as the increased fragility of the applied layer, which is not acceptable for a stamping tool.

Технической задачей данного изобретения является повышение качества металлического изделия, армированного твердосплавным слоем. The technical task of this invention is to improve the quality of metal products reinforced with a carbide layer.

Техническую задачу решают следующим образом: способ армирования изделий твердосплавным слоем включает в себя нанесение на поверхность изделия слоя порошка карбида металла и металлической связки и спекание в вакууме, где в качестве металлической связки используют никель - титановый порошок при следующем соотношении компонентов в слое, маc. %:
Никель - 12,7 - 13,4
Титан - 6,4 - 7,5
Карбид металла - Остальное
и вводят промежуточный слой между спекаемым слоем и поверхностью изделия в виде никелевой фольги толщиной не менее 0,05 мм, при этом спекание в вакууме производят при разрежении не ниже 5•10-3 мм рт.ст.The technical problem is solved as follows: the method of reinforcing products with a carbide layer includes applying a layer of metal carbide powder and a metal binder to the surface of the product and sintering in vacuum, where nickel - titanium powder is used as a metal binder in the following ratio of components in the layer, wt. %:
Nickel - 12.7 - 13.4
Titanium - 6.4 - 7.5
Metal Carbide - Else
and introduce an intermediate layer between the sintered layer and the surface of the product in the form of Nickel foil with a thickness of not less than 0.05 mm, while sintering in vacuum is carried out with a vacuum of not less than 5 • 10 -3 mm RT.article

Способ осуществляют следующим образом:
1) готовят поверхность заготовки обезжириванием путем протирания раствором четыреххлористого углерода или этиловым спиртом при концентрации не менее 96%;
2) на поверхность заготовки устанавливают никелевую фольгу толщиной 0,05-0,1 мм;
3) по размерам и конфигурации заготовки выполняют бандаж (оправку) из стали типа 08кп высотой 10 мм и толщиной 0,5-1 мм;
4) в бандаж, непосредственно на никелевую фольгу, насыпают твердосплавный материал типа карбида вольфрама или титана в виде мелкодисперсного порошка с добавкой связующего компонента - никель-титанового порошка при следующем соотношении компонентов в слое, мас.%:
Никель - 12,7 - 13,4
Титан - 6,4 - 7,5
Карбид металла - Остальное
высотой 2-4 мм;
5) собранную заготовку помещают в вакуумную камеру, где создают разрежение не ниже 5•10-3 мм рт.ст. и прикладывают сжимающее усилие из расчета 1 кгс/мм2;
6) нагрев заготовки производят генератором тока высокой частоты (ТВЧ) через индуктор до температуры в интервале 1040 - 1060oC, дают выдержку при данной температуре 115-125 минут;
7) охлаждают в вакуумной камере до температуры не выше 200oC;
8) по завершении технологического процесса проводят шлифовку (в том числе удаляют бандаж) до требуемых размеров изделия в соответствии с допусками.The method is as follows:
1) prepare the surface of the workpiece by degreasing by wiping with a solution of carbon tetrachloride or ethyl alcohol at a concentration of not less than 96%;
2) nickel foil with a thickness of 0.05-0.1 mm is installed on the surface of the workpiece;
3) in terms of size and configuration of the workpiece, a bandage (mandrel) is made of 08kp steel of a height of 10 mm and a thickness of 0.5-1 mm;
4) a hard alloy material such as tungsten carbide or titanium is poured into the bandage directly onto nickel foil in the form of a fine powder with the addition of a binder component - nickel-titanium powder in the following ratio of components in the layer, wt.%:
Nickel - 12.7 - 13.4
Titanium - 6.4 - 7.5
Metal Carbide - Else
2-4 mm high;
5) the assembled preform is placed in a vacuum chamber, where a vacuum of at least 5 • 10 -3 mm Hg is created. and apply compressive force at the rate of 1 kgf / mm 2 ;
6) the workpiece is heated by a high-frequency current generator (HDTV) through the inductor to a temperature in the range of 1040 - 1060 o C, give exposure at a given temperature of 115-125 minutes;
7) cooled in a vacuum chamber to a temperature not exceeding 200 o C;
8) upon completion of the process, grinding is carried out (including removing the bandage) to the required dimensions of the product in accordance with the tolerances.

Все вышеперечисленное позволяет получить твердосплавный слой повышенной прочности соединения с поверхностью штапма при отсутствии хрупкости нанесенного слоя. Испытания на трещиностойкость это подтвердили. All of the above allows you to get a carbide layer of increased strength of the connection with the surface of the shtapma in the absence of fragility of the applied layer. Tests for crack resistance confirmed this.

Claims (1)

Способ армирования металлических изделий твердосплавным слоем, включающий нанесение на поверхность изделия слоя порошка карбида металла и металлической связки и спекание в вакууме, отличающийся тем, что в качестве металлической связки используют никель-титановый порошок при следующем соотношении компонентов в слое, мас.%: никель 12,7 - 13,4; титан 6,4 - 7,5; карбид металла остальное, и вводят промежуточный слой между спекаемым слоем и поверхностью изделия в виде никелевой фольги и толщиной не менее 0,05 мм, при этом спекание в вакууме производят при разрежении не ниже 5 • 10-3 мм рт.ст.A method of reinforcing metal products with a carbide layer, comprising applying a layer of metal carbide powder and a metal binder to the surface of the product and sintering in vacuum, characterized in that nickel-titanium powder is used as a metal binder in the following ratio of components in the layer, wt.%: Nickel 12 7-13.4; titanium 6.4-7.5; the metal carbide is the rest, and an intermediate layer is introduced between the sintered layer and the surface of the product in the form of nickel foil and a thickness of at least 0.05 mm, while sintering in vacuum is carried out with a vacuum of at least 5 • 10 -3 mm Hg.
RU99106690A 1999-03-31 1999-03-31 Method of hard facing of metal articles RU2167742C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106690A RU2167742C2 (en) 1999-03-31 1999-03-31 Method of hard facing of metal articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106690A RU2167742C2 (en) 1999-03-31 1999-03-31 Method of hard facing of metal articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99106690A RU99106690A (en) 2001-01-20
RU2167742C2 true RU2167742C2 (en) 2001-05-27

Family

ID=20217946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99106690A RU2167742C2 (en) 1999-03-31 1999-03-31 Method of hard facing of metal articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2167742C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761568C1 (en) * 2020-12-01 2021-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for application of wear-resistant and corrosion-resistant coating of powdered hard alloys

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761568C1 (en) * 2020-12-01 2021-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for application of wear-resistant and corrosion-resistant coating of powdered hard alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2304633C2 (en) Method of renewal of the articles made out of the refractory metals
CN1256004C (en) Iron-aluminium metal compound used as stratie
EP0004177B1 (en) A method of metal coating of diamond or cubic boron nitride particles and an abrasive tool containing the particles thus coated
US6001304A (en) Method of bonding a particle material to near theoretical density
US5236116A (en) Hardfaced article and process to provide porosity free hardfaced coating
US20090274923A1 (en) Tools Having Compacted Powder Metal Work Surfaces, And Method
JPH05148615A (en) Treatment for surface of metallic material
CN107653431B (en) TiCN-Al2O3Preparation method of ceramic composite coating
CN104775118B (en) A kind of laser cladding powder pre-setting method
US4478871A (en) Method for hardfacing a ferrous base material
RU2167742C2 (en) Method of hard facing of metal articles
CN112281105B (en) Metal ceramic composite coating and preparation method and application thereof
CN101638764A (en) Method and article for improved adhesion of fatigue-prone components
JP2003268410A (en) Method for preparing porous material and compact thereof
CN110576176A (en) Preparation method of high-performance diamond tool
US5264294A (en) Material mixture, method of processing same and use thereof
JP4373785B2 (en) Metal powder for thermal coating of substrate
JP2007511665A (en) Sintered body and manufacturing method thereof
GB2560256A (en) Coated superhard particles and composite materials made from coated superhard particles
EP0294198A2 (en) A method of producing abrasive particle-containing bodies
JPH11209863A (en) Production of wear resistant parts
EP0234099B1 (en) Powder metallurgy high speed tool steel article and method of manufacture
JP3260157B2 (en) Method for producing diamond-coated member
US5773147A (en) Ceramic-coated support for powder metal sintering
RU96107902A (en) COMPOSIT AND METHOD OF ITS PRODUCTION