RU2299788C1 - Способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий - Google Patents
Способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299788C1 RU2299788C1 RU2005132764/02A RU2005132764A RU2299788C1 RU 2299788 C1 RU2299788 C1 RU 2299788C1 RU 2005132764/02 A RU2005132764/02 A RU 2005132764/02A RU 2005132764 A RU2005132764 A RU 2005132764A RU 2299788 C1 RU2299788 C1 RU 2299788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- mold
- titanium carbide
- molding
- ceramic material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению сложнопрофильных твердосплавных изделий с внутренними полостями, например шаровых пробок для кранов. Порошок карбида титана размещают в оболочковой форме из огнеупорного керамического материала, несмачиваемого пропитывающим металлом. Проводят виброуплотнение с получением формовки. Формовку сверху фиксируют крышкой со сквозными отверстиями из огнеупорного керамического материала. На крышке укладывают кусочки пропитывающего металла с размерами, превышающими размеры отверстий в крышке. Осуществляют инфильтрацию формовки расплавом металла путем нагрева до температуры, превышающей точку ликвидуса металла. Заявленный способ позволяет упростить технологический процесс изготовления твердосплавных изделий при обеспечении высокой твердости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к изготовлению сложнопрофильных твердосплавных изделий с внутренними полостями, в частности шаровых пробок для кранов.
Известен способ получения твердосплавных изделий, включающий подготовку пресс-массы из порошка на основе карбида титана с добавками пластификатора (для создания самонесущей конструкции) в количестве до 15%, ее прессование в металлической форме, извлечение формовки из пресс-формы, удаление пластификатора и спекание в неокислительной среде для превращения формовки в тугоплавкое каркасное тело. Далее, каркасное тело инфильтруют расплавами переходных металлов наложением, контактированием или погружением в расплав также в неокислительной среде при температурах 1400...1600°С. Полученные изделия сочетают высокую твердость и износостойкость тугоплавкого каркаса и прочность металлической связки [Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. Перевод с немецкого. М.: Металлургия, 1971. - 390 с.].
Недостатками способа являются трудность получения равнопористых по объему и сложнопрофильных каркасных тел в связи с плохой прессуемостью непластичных карбидных частиц даже при введении в пресс-массу большого количества пластификатора, подлежащего впоследствии удалению, трудность извлечения сложнопрофильной формовки без ее разрушения из пресс-формы, а также склонность к деформации пористого каркаса и получаемой заготовки при инфильтрации из-за изолирования частиц каркаса прослойками инфильтрующего металла и нарушения его целостности. Кроме того, ряд сложнопрофильных формовок с внутренними полостями, в частности, полых шаровых пробок, вообще невозможно извлечь из полости формы без их разрушения.
Известен способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий на основе карбида титана, включающий размещение пресс-массы из порошка карбида титана с добавкой пластификатора в пресс-форме, ее виброуплотнение с получением формовки, которую затем извлекают из пресс-формы и спекают, далее осуществляют укладку на формовке металла, нагрев формовки и металла до температуры, превышающей точку ликвидуса металла и обеспечивающей инфильтрацию формовки расплавом металла [Патент США №4327156, индекс МПК B22F 3/00, С22С 1/05, опубликовано 27.04.1982].
Недостатками прототипа являются трудность получения сложнопрофильной формовки с внутренними полостями в связи с необходимостью извлечения формовки из пресс-формы для удаления пластификатора и ее спекания.
Задачей изобретения является упрощение технологического процесса изготовления сложнопрофильных с внутренними полостями твердосплавных изделий на основе карбида титана при сохранении их твердости.
Поставленная задача решается способом изготовления сложнопрофильных с внутренними полостями твердосплавных изделий на основе карбида титана, включающим размещение порошка карбида титана в форме, его виброуплотнение с получением формовки, укладку на формовке металла, нагрев формовки и металла до температуры, превышающей точку ликвидуса металла и обеспечивающей инфильтрацию формовки расплавом металла, в котором в отличие от прототипа используют оболочковую форму из огнеупорного керамического материала, не смачиваемого расплавом металла, формовку сверху фиксируют крышкой со сквозными отверстиями, изготовленной из огнеупорного керамического материала, а на крышке укладывают кусочки пропитывающего металла, с размерами, превышающими размеры отверстий в крышке.
Крышка может быть изготовлена из карбида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) с одновременным формированием сквозных отверстий.
Предлагаемый способ позволяет отказаться от использования пластификатора и исключает операции извлечения формовки из пресс-формы. Использование оболочковой формы упрощает изготовление инфильтрованных сложнопрофильных твердосплавных изделий с внутренними полостями.
Предлагаемый способ поясняется чертежами:
Фиг.1 - оболочковая форма для изготовления заготовки шаровой пробки:
1 - оболочковая форма;
2 - порошок карбида титана;
3 - крышка;
4 - сквозные отверстия;
5 - кусочки металла.
Фиг.2 - твердосплавная заготовка шаровой пробки:
6 - заготовка шаровой пробки.
Пример 1.
Изготавливали точную заготовку шаровой пробки крана Ду50, представляющей собой полый шар, имеющий наружный диаметр 90 мм, толщину стенки 5 мм, диаметры входного и выходного отверстий 50 мм, из твердого сплава путем инфильтрации формовки из карбида титана, размещенной в оболочковой форме, никелевым сплавом марки ЖС6К (фиг.1). Оболочковую форму 1 изготавливали по точной выплавляемой модели нанесением на нее огнеупорных слоев путем окунания ее в огнеупорную суспензию, обсыпки электрокорундом погружением в «псевдокипящий» слой электрокорундового песка с последующей вакуумно-аммиачной или воздушно-аммиачной сушкой каждого слоя. После нанесения 8 слоев покрытия и сушки оболочки модель из нее удаляли, оболочковую форму спекали в камерной печи в течение 8 ч при температуре 950±10°С.
В подготовленную форму 1 засыпали порошок карбида титана 2 фракции 10...63 мкм в количестве 0,25 кг без добавления пластификатора. Форму закрепляли на вибростоле и порошок уплотняли вибрацией с частотой колебаний 30 Гц и их амплитудой 0,5...1,0 мм. В результате получали формовку пористостью 45±5% и средним размером пор 30±5 мкм. После этого формовку сверху закрывали и фиксировали крышкой 3, имеющей сквозные отверстия 4 диаметром 3 мм. Крышку получали по известной технологии шликерного литья из окиси алюминия путем спекания при температуре 1350±10°С. На эту крышку помещали кусочки металла 5 из никелевого сплава марки ЖС6К общей массой 0,30 кг и с размерами от 5 до 15 мм. Масса металла во всех случаях бралась с некоторым избытком для гарантированного заполнения всего объема пор карбидной формовки.
Процесс инфильтрации вели в вакуумной электропечи модели ОКБ-8086, контроль температуры осуществляли вольфрам-вольфрамрениевой термопарой. Подготовленную форму с порошком карбида титана помещали в камеру электропечи, ее герметизировали и после достижения в ней остаточного давления не более 1 Па включали нагрев. Форму нагревали до температуры 1500±10°С, выдерживали при этой температуре 0,5 часа для полной инфильтрации формовки, после чего ее охлаждали при выключенном нагреве.
В результате получали беспористую заготовку шаровой пробки 6 из твердого сплава на основе карбида титана со связкой из никелевого сплава ЖС6К (фиг.2). Заготовку извлекали из формы путем разрушения последней и обрабатывали абразивным инструментом известными методами для получения готовой детали. Объемное содержание карбидной основы в материале шаровой пробки составляло ориентировочно 55%, твердость материала равнялась 62...67 HRC.
Пример 2.
Изготавливали заготовку шаровой пробки крана Ду50 по примеру 1. При этом крышку 3 изготовляли методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем подготовки и прессования смеси порошков титана и ламповой сажи в стехиометрическом соотношении и инициирования в прессовке процесса образования карбида титана нагревом в вакуумной камере одной из торцовых поверхностей вольфрамовой спиралью. В результате самопроизвольного процесса протекания реакции получали крышку из карбида титана с открытой пористостью ориентировочно 50% и со сквозными отверстиями диаметром 0,06±0,02 мм, которой сверху закрывали формовку.
После нагрева расплав металла инфильтровал пористую крышку и через нее формовку из порошка карбида титана.
Результаты опытов по вышеописанным примерам обобщены в таблице.
Таким образом, использование предложенного способа позволяет упростить технологический процесс и изготавливать сложнопрофильные с внутренними полостями твердосплавные изделия при обеспечении высокой твердости, например шаровые пробки для кранов.
Таблица | |||||||||
Пример № | Материал формы | Крышка | Формовка из карбида титана | Размеры кусочков металла, мм | Композит | Результат | |||
Материал | Диаметр сквозных отверстий, мм | Фракция, мкм | Средний размер пор, мкм | Пористость, % | Твердость, HRC | ||||
1 | Al2O3 | Al2O3 | 3±0,1 | 10-63 | 30±5 | 45±5 | 10 | 60...67 | Поры отсутствуют |
2 | Al2O3 | CBC-TiC | 0,06±0,02 | 10-63 | 30±5 | 45±5 | 10 | 60...67 | Поры отсутствуют |
Прототип | - | - | - | 10-63 | 30±5 | 45±5 | 10 | 60...67 | Поры отсутствуют |
Claims (2)
1. Способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий на основе карбида титана с внутренними полостями, включающий размещение порошка карбида титана в форме, его виброуплотнение с получением формовки, укладку пропитывающего металла и нагрев до температуры, превышающей точку ликвидуса металла и обеспечивающей инфильтрацию формовки расплавом металла, отличающийся тем, что используют оболочковую форму из огнеупорного керамического материала, несмачиваемого расплавом металла, формовку сверху фиксируют крышкой со сквозными отверстиями, изготовленной из огнеупорного керамического материала, а на крышке укладывают кусочки пропитывающего металла с размерами, превышающими размеры отверстий в крышке.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что крышку изготавливают из карбида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с одновременным формированием сквозных отверстий.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005132764/02A RU2299788C1 (ru) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | Способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005132764/02A RU2299788C1 (ru) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | Способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2299788C1 true RU2299788C1 (ru) | 2007-05-27 |
Family
ID=38310645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005132764/02A RU2299788C1 (ru) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | Способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2299788C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101817080A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-09-01 | 四川科力特硬质合金股份有限公司 | 硬质合金球的制造方法 |
-
2005
- 2005-10-24 RU RU2005132764/02A patent/RU2299788C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101817080A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-09-01 | 四川科力特硬质合金股份有限公司 | 硬质合金球的制造方法 |
CN101817080B (zh) * | 2010-04-06 | 2012-05-09 | 四川科力特硬质合金股份有限公司 | 硬质合金球的制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2921893B2 (ja) | 複雑な内部形態を有する複合体物品の製造方法 | |
CN108179302B (zh) | 一种高导热金刚石/铜复合材料的制备方法 | |
US4710223A (en) | Infiltrated sintered articles | |
US4582678A (en) | Method of producing rocket combustors | |
JP2001140027A (ja) | 金属マトリックス複合体(mmc)コンポーネントを作製する方法 | |
CN106312071B (zh) | 钨钛管靶的制造方法 | |
JP3497461B2 (ja) | 多孔性金属の製造方法 | |
CN109822078B (zh) | 一种真空压力浸渗反压法制备SiC3D/Al复合材料的方法 | |
EP2501505A1 (en) | Method for manufacturing monolithic hollow bodies by means of a casting or injection molding process | |
RU2319580C2 (ru) | Способ изготовления тонкостенных изделий или изделий с внутренней полостью из композита на основе карбида | |
MX2007006169A (es) | Metodo de produccion de cuerpo sinterizado. | |
RU2299788C1 (ru) | Способ изготовления сложнопрофильных твердосплавных изделий | |
RU2733524C1 (ru) | Способ получения керамико-металлических композиционных материалов | |
US20010033038A1 (en) | Method of producing metal/ceramic composite, and method of producing porous ceramic body | |
JP2019508662A (ja) | 潜熱蓄熱器を製造する方法および潜熱蓄熱器 | |
CN104018022B (zh) | 碳化硼基微观结构复合材料的制备方法 | |
US8312913B2 (en) | Casting process | |
CN111283203B (zh) | 一种利用含钛物质吸氢膨胀促进坯体致密化的方法 | |
JPH0436117B2 (ru) | ||
WO2014038973A1 (ru) | Шаровой затвор из кермета и способ его изготовления | |
JP4279366B2 (ja) | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 | |
Jiang et al. | Experimental study on sintering and infiltration process of metal part fabricated by mold decomposed injection sculpturing | |
CN208811086U (zh) | 一种硬质合金型长喷嘴成型用模具 | |
JPS6119704A (ja) | 焼結機械部品の製造方法 | |
SU865489A1 (ru) | Способ изготовлени неразъемных литейных керамических форм по удал емым модел м |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071025 |