RU2319580C2 - Method for producing thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide - Google Patents

Method for producing thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide Download PDF

Info

Publication number
RU2319580C2
RU2319580C2 RU2005132344/02A RU2005132344A RU2319580C2 RU 2319580 C2 RU2319580 C2 RU 2319580C2 RU 2005132344/02 A RU2005132344/02 A RU 2005132344/02A RU 2005132344 A RU2005132344 A RU 2005132344A RU 2319580 C2 RU2319580 C2 RU 2319580C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
infiltration
mold
carbide
plasticizer
articles
Prior art date
Application number
RU2005132344/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005132344A (en
Inventor
Рустам Фаритович Мамлеев (RU)
Рустам Фаритович Мамлеев
Рафиль Фаритович Мамлеев (RU)
Рафиль Фаритович Мамлеев
Альмир Амирович Ганеев (RU)
Альмир Амирович Ганеев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "МИРКОМ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "МИРКОМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "МИРКОМ"
Priority to RU2005132344/02A priority Critical patent/RU2319580C2/en
Publication of RU2005132344A publication Critical patent/RU2005132344A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319580C2 publication Critical patent/RU2319580C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: powder metallurgy, namely manufacture of thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide, possibly manufacture of ball closures, cases for sliding bearing assemblies.
SUBSTANCE: method comprises steps of producing mold with upper opening from refractory material non-reacting chemically with melt of infiltrating metal and having melting temperature higher than infiltration temperature; placing in mold molding mass containing carbide powder and plasticizing agent and performing vibration compaction for making molded piece; removing plasticizing agent and sintering molded piece in non-oxidizing atmosphere; then performing infiltration due to heating in non-oxidizing atmosphere till temperature exceeding liquids temperature of infiltrating metal. Removal of plasticizing agent, sintering and infiltration are realized in the same mold.
EFFECT: simplified manufacturing process for making thin-wall articles or articles with inner cavity at keeping their properties.
11 cl, 5 dwg, 7 ex

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к изготовлению износостойких тонкостенных изделий или изделий с внутренней полостью из композита на основе карбида, в частности шаровых затворов, втулок для подшипников скольжения и т.д.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to the manufacture of wear-resistant thin-walled products or products with an internal cavity of a composite based on carbide, in particular ball valves, bushings for sliding bearings, etc.

Известен способ изготовления изделий из композита, включающий подготовку пресс-массы на основе порошка карбида титана с добавкой пластификатора (синтетический каучук, парафин, стеарат цинка) в количестве до 15%, ее прессование в форме, извлечение формовки из формы, удаление пластификатора и спекание в неокислительной среде для превращения формовки в тугоплавкое пористое тело. Далее формовку инфильтруют расплавами переходных металлов также в неокислительной среде при температурах 1400...1600°С. Полученные изделия сочетают высокую твердость и износостойкость тугоплавкой основы и прочность металлической связки [Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. Перевод с немецкого. М. Металлургия, 1971. - 390 с.].A known method of manufacturing products from a composite, including the preparation of a press mass based on titanium carbide powder with the addition of a plasticizer (synthetic rubber, paraffin, zinc stearate) in an amount of up to 15%, pressing it into a mold, removing the mold from the mold, removing the plasticizer and sintering in non-oxidizing environment for transforming the molding into a refractory porous body. Next, the molding is infiltrated with transition metal melts also in a non-oxidizing medium at temperatures of 1400 ... 1600 ° C. The resulting products combine high hardness and wear resistance of a refractory base and the strength of a metal binder [Kieffer R., Benezovsky F. Hard alloys. Translation from German. M. Metallurgy, 1971. - 390 p.].

Недостатками способа являются трудность получения равнопористых по объему тонкостенных формовок или формовок с внутренней полостью в связи с плохой прессуемостью непластичных карбидных частиц даже при введении в пресс-массу большого объема пластификатора, подлежащего впоследствии удалению, трудность извлечения формовки без ее разрушения из формы, а также склонность к деформации формовки и получаемого изделия (заготовки) при инфильтрации из-за изолирования частиц формовки прослойками пропитывающего металла и нарушения ее целостности.The disadvantages of the method are the difficulty of obtaining equally porous in volume thin-walled moldings or moldings with an internal cavity due to the poor compressibility of non-plastic carbide particles even when a large volume of plasticizer is subsequently introduced into the press mass, which must subsequently be removed, the difficulty of removing the molding without breaking it from the mold, and the tendency deformation of the molding and the resulting product (preform) during infiltration due to the isolation of molding particles by layers of impregnating metal and violation of its integrity and.

Известен способ (прототип) изготовления изделий из композита, в частности сложнопрофильных матриц, заключающийся в изготовлении из порошков тугоплавких карбидов пористой формовки и последующей ее инфильтрации расплавом металла. В этом способе по модели изготавливают податливую форму из силиконовых каучуков. К тугоплавкому порошку добавляют пластификатор, пресс-массу подогревают и загружают в форму в вакууме для удаления из нее летучих веществ и отверждения связки, после чего полученную формовку, имеющую достаточную прочность, извлекают из формы. С целью лучшей формуемости используют виброуплотнение. Податливость формы позволяет без разрушения извлекать из нее сложнопрофильные формовки. Далее формовку нагревают для выжигания связки и инфильтруют расплавом металла [Патент США №4327156, индекс МПК B22F 3/00, С22С 1/05, заявлено 12.05.1980, опубликовано 27.04.1982].A known method (prototype) of the manufacture of products from a composite, in particular complex matrices, which consists in the manufacture of powders of refractory carbides of a porous molding and its subsequent infiltration with a molten metal. In this method, a malleable mold of silicone rubbers is made according to the model. A plasticizer is added to the refractory powder, the press mass is heated and loaded into the mold in vacuo to remove volatiles from it and the curing of the binder, after which the obtained molding having sufficient strength is removed from the mold. For the purpose of better formability, vibration compaction is used. The flexibility of the form allows to remove complex profiles from it without breaking. Next, the molding is heated to burn the binder and infiltrated with a molten metal [US Patent No. 4,327,156, IPC index B22F 3/00, C22C 1/05, claimed 05/12/1980, published 04/27/1982].

Недостатки прототипа и аналога идентичны - склонность к деформации пористой формовки и получаемой заготовки при инфильтрации и трудность получения тонкостенных изделий или изделий с внутренней полостью из композита на основе карбида.The disadvantages of the prototype and analog are identical - the tendency to deformation of the porous molding and the resulting workpiece during infiltration and the difficulty of obtaining thin-walled products or products with an internal cavity from a carbide composite.

Задачей изобретения является упрощение технологического процесса изготовления тонкостенных изделий или изделий с внутренней полостью из композита на основе карбида при сохранении их качества.The objective of the invention is to simplify the process of manufacturing thin-walled products or products with an internal cavity of a composite based on carbide while maintaining their quality.

Поставленная задача решается способом изготовления тонкостенных изделий или изделий с внутренней полостью из композита на основе карбида, включающим подготовку формы с верхним отверстием, размещение в форме пресс-массы, содержащей порошок карбида и пластификатор, виброуплотнение с получением формовки, удаление пластификатора, спекание в неокислительной среде, размещение пропитывающего металла и нагрев в неокислительной среде до температуры, превышающей температуру ликвидуса пропитывающего металла и обеспечивающей инфильтрацию формовки, отличающимся тем, что используют форму из огнеупорного материала, химически не взаимодействующего с расплавом пропитывающего металла и имеющего точку плавления выше температуры инфильтрации, а удаление пластификатора, спекание и инфильтрацию формовки проводят в одной и той же форме.The problem is solved by a method of manufacturing thin-walled products or products with an internal cavity from a carbide-based composite, including preparing a mold with an upper hole, placing a press mass containing carbide powder and a plasticizer in a mold, vibration sealing to form, removing plasticizer, sintering in a non-oxidizing environment , the placement of the impregnating metal and heating in a non-oxidizing medium to a temperature exceeding the liquidus temperature of the impregnating metal and ensuring the infiltration of movki, characterized in that the use form of refractory material that does not react chemically with the melt infiltrant metal and having a melting point higher infiltration temperatures, and the plasticizer removal, sintering and infiltration of the molding is carried out in the same manner.

В качестве пластификатора может быть использован этиловый спирт.Ethyl alcohol can be used as a plasticizer.

Виброуплотнение может быть осуществлено с приложением внешнего давления.Vibration compaction can be accomplished by applying external pressure.

Удаление пластификатора, спекание и инфильтрация могут быть осуществлены за одну операцию.Plasticizer removal, sintering and infiltration can be carried out in one operation.

Удаление пластификатора и спекание могут быть осуществлены отдельно от инфильтрации.Plasticizer removal and sintering can be carried out separately from infiltration.

Может быть использована форма, изготовленная из стали, облицованная слоем из огнеупорных окислов, химически не взаимодействующих с расплавом пропитывающего металла.A mold made of steel lined with a layer of refractory oxides that do not chemically interact with the melt of the impregnating metal can be used.

Может быть использована форма, изготовленная из огнеупорных окислов.A mold made of refractory oxides may be used.

В качестве порошка карбида может быть использован порошок карбида титана.As carbide powder, titanium carbide powder may be used.

В качестве порошка карбида может быть использован порошок карбида вольфрама.As carbide powder, tungsten carbide powder can be used.

В качестве пропитывающего металла могут быть использованы медные сплавы, никелевые жаропрочные сплавы, хромоникелевые стали, вольфрамомолибденовые стали.As the impregnating metal, copper alloys, heat-resistant nickel alloys, chromium-nickel steels, tungsten-molybdenum steels can be used.

Может быть использована форма, в нижней части которой выполнено отверстие, закрытое пористой крышкой со сквозными порами из карбида, контактирующей с дном керамического тигля из материала, химически не взаимодействующего с расплавом пропитывающего металла, при этом пропитывающий металл размещают в тигле, а инфильтрацию формовки производят через крышку.A mold can be used in the lower part of which a hole is made, closed by a porous lid with through pores of carbide in contact with the bottom of the ceramic crucible from a material that does not chemically interact with the melt of the impregnating metal, while the impregnating metal is placed in the crucible, and molding is infiltrated through cover.

Предлагаемый способ поясняется чертежами:The proposed method is illustrated by drawings:

Фиг.1 - стальная форма для изготовления тонкостенной втулки подшипника:Figure 1 - steel mold for the manufacture of thin-walled bearing bushings:

1 - стальная форма;1 - steel mold;

2 - огнеупорный слой;2 - refractory layer;

3 - пресс-масса из карбида вольфрама;3 - tungsten carbide press mass;

4 - пропитывающий металл.4 - impregnating metal.

Фиг.2 - заготовка тонкостенной втулки подшипника:Figure 2 - blank thin-walled sleeve of the bearing:

5 - заготовка тонкостенной втулки.5 - blank thin-walled sleeve.

Фиг.3 - керамическая форма из окиси алюминия для изготовления заготовки шарового затвора с пресс-массой и пропитывающим металлом:Figure 3 - ceramic mold of alumina for the manufacture of billet ball valves with a press mass and an impregnating metal:

4 - пропитывающий металл;4 - impregnating metal;

6 - керамическая форма;6 - ceramic form;

7 - стояк керамической формы;7 - riser ceramic shape;

8 - пресс-масса из карбида титана;8 - press-mass of titanium carbide;

9 - перфорированная крышка;9 - perforated cover;

10 - сквозные отверстия;10 - through holes;

12 - пуансон.12 - punch.

Фиг.4 - твердосплавная заготовка шаровой пробки:Figure 4 - carbide billet ball plug:

11 - заготовка шаровой пробки.11 - blank ball plug.

Фиг.5 - вариант исполнения формы с нижней крышкой:Figure 5 - embodiment of the form with the bottom cover:

4 - пропитывающий металл;4 - impregnating metal;

13 - нижнее отверстие керамической формы;13 - lower hole of ceramic shape;

14 - крышка;14 - a cover;

15 - керамический тигель;15 - ceramic crucible;

16 - зазор.16 - clearance.

Пример 1.Example 1

Изготавливали точную заготовку тонкостенной втулки подшипника из композита на основе карбида вольфрама в стальной форме 1 (фиг.1). На внутреннюю поверхность стальной формы после травления кислотами наносили керамический слой окунанием в суспензию на основе окиси алюминия. После сушки и термообработки при температуре 500°С на внутренней стенке формы образовывался огнеупорный слой 2 толщиной 0,3-0,5 мм. Далее готовили пресс-массу на основе порошка карбида вольфрама с размерами частиц 10-20 мкм с добавкой пластификатора - этилового спирта в количестве 10% по объему. В данном случае этиловый спирт использовался для улучшения формуемости порошка. Пресс-массу 3 размещали в полости формы. Форму закрепляли на вибростоле и порошок уплотняли в течение 30 с при колебаниях с частотой 30 Гц и амплитудой 0,5-0,6 мм. Далее на порошковой формовке размещали пропитывающий металл 4, представляющий собой сплав меди с 40% никеля по массе. Форму ставили в камеру вакуумной электропечи, вакуумировали и включали нагрев. При температуре 1000°С давали выдержку в течение 1,0 ч для спекания частиц карбидного порошка, в результате чего получали спеченную формовку в полости формы пористостью 45-47%. Далее температуру доводили до 1250°С, форму выдерживали при ней в течение 0,5 ч для инфильтрации формовки расплавом металла и выключали нагрев. После охлаждения и воздействия на форму ударных нагрузок из нее извлекали беспористую точную заготовку тонкостенной втулки подшипника 5 (фиг.2) из композита с содержанием карбида вольфрама ориентировочно 53-55% по объему, твердость материала равнялась 50...55 HRC. В дальнейшем стальная форма использовалась многократно для изготовления втулок из композита.An exact blank was prepared for a thin-walled bearing sleeve from a composite based on tungsten carbide in steel mold 1 (Fig. 1). After etching with acids, a ceramic layer was applied to the inner surface of the steel mold by dipping into a suspension based on alumina. After drying and heat treatment at a temperature of 500 ° C, a refractory layer 2 0.3-0.5 mm thick was formed on the inner wall of the mold. Next, a press mass was prepared on the basis of tungsten carbide powder with a particle size of 10-20 μm with the addition of a plasticizer - ethyl alcohol in an amount of 10% by volume. In this case, ethyl alcohol was used to improve the formability of the powder. Press mass 3 was placed in the mold cavity. The form was fixed on a vibrating table and the powder was compacted for 30 s with oscillations with a frequency of 30 Hz and an amplitude of 0.5-0.6 mm. Next, an impregnating metal 4, which is an alloy of copper with 40% nickel by weight, was placed on a powder molding. The form was placed in a chamber of a vacuum electric furnace, evacuated, and heating was turned on. At a temperature of 1000 ° C, an exposure was given for 1.0 h for sintering of carbide powder particles, as a result of which a sintered molding was obtained in the mold cavity with a porosity of 45-47%. Next, the temperature was brought to 1250 ° C, the mold was kept there for 0.5 h to infiltrate the molding with molten metal and the heating was turned off. After cooling and impact on the form of shock loads, a non-porous precise preform of a thin-walled bearing sleeve 5 (Fig. 2) was removed from it from a composite with a tungsten carbide content of approximately 53-55% by volume, the hardness of the material was 50 ... 55 HRC. Subsequently, the steel mold was used repeatedly for the manufacture of bushings from composite.

Пример 2.Example 2

Изготавливали точную заготовку шарового затвора Ду50 (полый шар с наружным диаметром 90, толщиной стенки 5, диаметрами входного и выходного отверстий 50 мм) из композита путем инфильтрации формовки из карбида титана, размещенной в огнеупорной форме из окиси алюминия, никелевым жаропрочным сплавом марки ЖС6У (фиг.3). Форму изготавливали многократным нанесением на легкоплавкую модель керамических слоев путем ее окунания в суспензию из тонкомолотого электрокорунда (окиси алюминия) и обсыпки электрокорундовым песком в «псевдокипящем» слое с последующей вакуумно-аммиачной сушкой. После получения достаточной толщины оболочки, удаления модели из нее, сушки и спекания в камерной печи при температуре 980°С получали огнеупорную форму из окиси алюминия.An accurate preparation of a Du50 ball valve (a hollow ball with an external diameter of 90, a wall thickness of 5, inlet and outlet diameters of 50 mm) was made of a composite by infiltration of a titanium carbide molding placed in a refractory form of aluminum oxide with a ZhS6U nickel heat-resistant alloy (Fig. .3). The mold was made by repeatedly applying ceramic layers to the fusible model by dipping it into a suspension of fine-ground electrocorundum (aluminum oxide) and sprinkling it with electrocorundum sand in a "pseudo-boiling" layer, followed by vacuum-ammonia drying. After obtaining a sufficient shell thickness, removing the model from it, drying and sintering in a chamber furnace at a temperature of 980 ° C, a refractory form of aluminum oxide was obtained.

В подготовленной форме 6 со стояком 7 размещали пресс-массу из порошка карбида титана 8 фракции 63/10 мкм в количестве 0,25 кг с добавлением этилового спирта. После закрепления формы на вибростоле пресс-массу уплотняли вибрацией с частотой колебаний 30 Гц и их амплитудой 0,6 мм. В результате получали формовку пористостью 45% и средним размером пор 35 мкм. Формовку сверху закрывали перфорированной крышкой 9 из спеченного электрокорунда со сквозными отверстиями 10. На крышку помещали мерные кусочки металла 4 - сплава ЖС6У массой 0,30 кг, т.е. с некоторым избытком по массе для гарантированного заполнения всего объема пор карбидной формовки.In the prepared form 6 with a riser 7, a press mass of titanium carbide powder 8 of a fraction of 63/10 μm in the amount of 0.25 kg with the addition of ethyl alcohol was placed. After fixing the form on the vibrating table, the press was compacted with vibration with an oscillation frequency of 30 Hz and their amplitude of 0.6 mm. The result was molding with a porosity of 45% and an average pore size of 35 μm. The molding was closed from above with a perforated lid 9 of sintered aluminum oxide with through holes 10. Measured pieces of metal 4 — ZhS6U alloy weighing 0.30 kg, were placed on the lid. with a certain excess in weight to guarantee the filling of the entire pore volume of the carbide molding.

Процесс инфильтрации формовки расплавом металла вели в вакуумной электропечи модели ОКБ-8086, контроль температуры осуществляли вольфрам-вольфрамрениевой термопарой. Подготовленную форму с формовкой и металлом помещали в камеру электропечи, ее герметизировали и после достижения в ней остаточного давления не более 1,0 Па включали нагрев. Нагрев формы вели ступенчато по режиму:The process of molten metal molding was carried out in a OKB-8086 model vacuum furnace, the temperature was controlled by a tungsten-tungsten fusion thermocouple. The prepared mold with molding and metal was placed in an electric furnace chamber, it was sealed, and after it reached a residual pressure of not more than 1.0 Pa, heating was switched on. The forms were heated stepwise according to the regime:

- нагрев до температуры 1300±10°С и спекание формовки при этой температуре в течение 2,0 ч;- heating to a temperature of 1300 ± 10 ° C and sintering of the molding at this temperature for 2.0 hours;

- нагрев до температуры 1500±10°С и выдержка при этой температуре 0,5 ч для расплавления пропитывающего металла и полной инфильтрации спеченной формовки через перфорированную крышку;- heating to a temperature of 1500 ± 10 ° C and holding at this temperature for 0.5 h to melt the impregnating metal and completely infiltrate the sintered molding through a perforated lid;

- охлаждение формы при выключенном нагреве.- cooling the mold when the heating is off.

В результате получали беспористую заготовку шарового затвора 11 из твердого сплава на основе карбида титана со связкой из сплава ЖС6У (фиг.4). Заготовку извлекали из формы путем ее разрушения и обрабатывали абразивным инструментом для получения готовой детали. Объемное содержание карбидной основы в композите составляло 54-56%, твердость композита равнялась 60...63 HRC.As a result, a non-porous billet ball billet 11 was obtained from a hard alloy based on titanium carbide with a bunch of ZhS6U alloy (Fig. 4). The workpiece was removed from the mold by breaking it and processed with an abrasive tool to obtain the finished part. The volume content of the carbide base in the composite was 54-56%, the hardness of the composite was 60 ... 63 HRC.

Пример 3.Example 3

Изготавливали точную заготовку шарового затвора по примеру 2. При этом формовку придавливали стальным пуансоном 12 (фиг.3) с полированной торцовой поверхностью для создания статической нагрузки на порошок карбида титана. После виброуплотнения пуансон удаляли, а формовку сверху закрывали перфорированной крышкой. Далее процесс производили по примеру 2.An accurate billet ball shutter was prepared as in Example 2. In this case, the molding was pressed with a steel punch 12 (Fig. 3) with a polished end surface to create a static load on titanium carbide powder. After vibration compaction, the punch was removed, and the molding was closed from above with a perforated cover. Further, the process was carried out as in example 2.

Объемное содержание карбидной основы в композите составляло 60-62%, твердость композита равнялась 63...66 HRC.The volumetric content of the carbide base in the composite was 60-62%, the hardness of the composite was 63 ... 66 HRC.

Пример 4.Example 4

Изготавливали точную заготовку шарового затвора по примеру 3. При этом после виброуплотнения формовку спекали в вакууме при температуре 1500±10 С в течение 2,0 ч, после чего производили самопроизвольное охлаждение при выключенном нагреве. После разгерметизации и открытии камеры формовку закрывали перфорированной крышкой, на ней укладывали металл 4, камеру закрывали, вакуумировали, форму нагревали до температуры 1500±10°С и выдерживали при ней 0,5 ч. Объемное содержание карбидной основы в композите составляло 64-67%, твердость композита равнялась 65...68 HRC.An exact billet of the ball valve was made according to Example 3. In this case, after vibration compaction, the molding was sintered in vacuum at a temperature of 1500 ± 10 C for 2.0 h, after which spontaneous cooling was performed with heating turned off. After depressurization and opening the chamber, the molding was closed with a perforated lid, metal 4 was placed on it, the chamber was closed, evacuated, the mold was heated to a temperature of 1500 ± 10 ° C and held there for 0.5 h. The volume content of the carbide base in the composite was 64-67% , the hardness of the composite was 65 ... 68 HRC.

Пример 5.Example 5

Изготавливали заготовку шарового затвора по примеру 2. При этом в качестве металла брали сталь хромоникелевую марки 12Х18Н10Т массой 0,28 кг.Температуру инфильтрации выдерживали равной 1550±10°С.A ball valve blank was prepared according to Example 2. In this case, steel 12Kh18N10T with a weight of 0.28 kg was taken as the metal. The temperature of infiltration was kept equal to 1550 ± 10 ° С.

В результате проведения процесса получали беспористую заготовку шарового затвора из твердого сплава на основе карбида титана со стальной связкой. Объемное содержание карбидной основы в композите составляло 54-56%, твердость композита равнялась 58...61 HRC.As a result of the process, a non-porous billet billet from a hard alloy based on titanium carbide with a steel binder was obtained. The volume content of the carbide base in the composite was 54-56%, the hardness of the composite was 58 ... 61 HRC.

Пример 6.Example 6

Изготавливали заготовку шарового затвора по примеру 2. При этом в качестве металла брали сталь вольфрамомолибденовую марки Р6М5 массой 0,30 кг. Температуру инфильтрации выдерживали равной 1550±10°С.A ball valve blank was prepared according to Example 2. In this case, tungsten-molybdenum steel grade P6M5 weighing 0.30 kg was taken as metal. The temperature of infiltration was maintained equal to 1550 ± 10 ° C.

В результате проведения процесса получали беспористую заготовку шарового затвора из композита на основе карбида титана со стальной связкой. Объемное содержание карбидной основы в композите составляло 54-56%, твердость композита равнялась 63...65 HRC.As a result of the process, a non-porous ball valve blank was prepared from a composite based on titanium carbide with a steel binder. The volume content of the carbide base in the composite was 54-56%, the hardness of the composite was 63 ... 65 HRC.

Пример 7.Example 7

Изготавливали заготовку шарового затвора по примеру 2. При этом в нижней части формы выполняли отверстие 13 (фиг.5), которую перед размещением пресс-массы закрывали крышкой 14. Нижнюю крышку изготовляли по известной технологии путем прессования порошка карбида титана с размерами частиц фракции 63/10 мкм и его спекания при температуре 1550±10°С с получением в ней открытой пористости, равной 45%, и среднего диаметра сквозных пор ориентировочно 30 мкм.A ball valve blank was prepared according to Example 2. In this case, a hole 13 (Fig. 5) was made in the lower part of the mold, which was closed with a cover 14 before placing the press mass. The lower cover was made by known technology by pressing titanium carbide powder with a particle size of fraction 63 / 10 μm and its sintering at a temperature of 1550 ± 10 ° С with obtaining in it an open porosity of 45% and an average diameter of through pores of approximately 30 μm.

Форму ставили в предварительно изготовленный керамический тигель 15 таким образом, чтобы крышка 14 всей нижней торцовой поверхностью контактировала с дном тигля. Тигель изготовляли из огнеупорного материала, например электрокорунда, химически не взаимодействующего с расплавом металла. В тигле размещали навеску металла 4 массой 0,34 кг. Между дном керамического тигля и оболочковой формой обеспечивали зазор 16 для поступления расплава металла к крышке 14. При этом инфильтрацию проводили через нижнюю крышку формы. Расплав металла инфильтровывал нижнюю крышку и через нее - спеченную формовку из карбида титана.The mold was placed in a prefabricated ceramic crucible 15 so that the lid 14 was in contact with the bottom of the crucible with the entire bottom end surface. The crucible was made of refractory material, such as electrocorundum, which does not chemically interact with the molten metal. A metal sample 4 of a mass of 0.34 kg was placed in the crucible. Between the bottom of the ceramic crucible and the shell mold, a gap 16 was provided for the molten metal to enter the lid 14. Infiltration was carried out through the lower lid of the mold. The molten metal infiltrated the bottom cover and through it a sintered titanium carbide molding.

В результате проведения процесса получали беспористую заготовку шарового затвора из композита карбида титана. Объемное содержание карбидной основы в композите составляло 54-56%, твердость композита равнялась 60...63 HRC.As a result of the process, a non-porous ball valve blank was prepared from a titanium carbide composite. The volume content of the carbide base in the composite was 54-56%, the hardness of the composite was 60 ... 63 HRC.

Пример 8.Example 8

По технологии прототипа изготавливали шайбу диаметром 30 мм и высотой 10 мм (из-за невозможности изготовления тонкостенных и с внутренними полостями изделий аналогично изобретению). Из пресс-массы на основе карбида титана с добавкой гранулированного парафина (5% по массе) в податливой форме из силиконового каучука с использованием вибрации получали формовку, которую удаляли из формы и спекали в вакуумной печи при температуре 1500±10°С в течение 0,5 ч. Полученную спеченную формовку - шайбу пористостью около 45% инфильтровали сплавом ЖС6У при температуре 1500±10°С в течение 0,5 ч. В результате получали беспористое изделие - шайбу из композита с твердостью 60-63 HRC.According to the prototype technology, a washer with a diameter of 30 mm and a height of 10 mm was made (due to the impossibility of manufacturing thin-walled and with internal cavities of products similar to the invention). From a press-mass based on titanium carbide with the addition of granular paraffin (5% by weight) in a flexible silicone rubber mold using vibration, a molding was obtained that was removed from the mold and sintered in a vacuum oven at a temperature of 1500 ± 10 ° C for 0, 5 hours. The obtained sintered molding, a washer with a porosity of about 45%, was infiltrated with ZhS6U alloy at a temperature of 1500 ± 10 ° C for 0.5 hours. As a result, a non-porous article was obtained from a composite with a hardness of 60-63 HRC.

Таким образом, способ по настоящему изобретению позволяет упростить технологический процесс изготовления тонкостенных изделий или изделий с внутренними полостями из композита на основе карбида с обеспечением высокой твердости и отсутствием их деформации.Thus, the method of the present invention allows to simplify the manufacturing process of thin-walled products or products with internal cavities from a carbide-based composite with high hardness and the absence of their deformation.

Claims (11)

1. Способ изготовления тонкостенных изделий или изделий с внутренней полостью из композита на основе карбида, включающий подготовку формы с верхним отверстием, размещение в форме пресс-массы, содержащей порошок карбида и пластификатор, виброуплотнение с получением формовки, удаление пластификатора, спекание в неокислительной среде, размещение пропитывающего металла и нагрев в неокислительной среде до температуры, превышающей температуру ликвидуса пропитывающего металла и обеспечивающей инфильтрацию формовки, отличающийся тем, что используют форму из огнеупорного материала, химически не взаимодействующего с расплавом пропитывающего металла и имеющего точку плавления выше температуры инфильтрации, а удаление пластификатора, спекание и инфильтрацию формовки проводят в одной и той же форме.1. A method of manufacturing thin-walled products or products with an internal cavity from a carbide-based composite, comprising preparing a mold with an upper hole, placing in the form of a press mass containing carbide powder and plasticizer, vibration sealing to form, removing plasticizer, sintering in a non-oxidizing environment, the placement of the impregnating metal and heating in a non-oxidizing medium to a temperature exceeding the liquidus temperature of the impregnating metal and providing molding infiltration, characterized in that polzujut form of refractory material that does not react chemically with the melt infiltrant metal and having a melting point higher infiltration temperatures, and the plasticizer removal, sintering and infiltration of the molding is carried out in the same manner. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют этиловый спирт.2. The method according to claim 1, characterized in that ethanol is used as a plasticizer. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что виброуплотнение осуществляют с приложением внешнего давления.3. The method according to claim 1, characterized in that the vibration compaction is carried out with the application of external pressure. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление пластификатора, спекание и инфильтрацию осуществляют за одну операцию.4. The method according to claim 1, characterized in that the removal of the plasticizer, sintering and infiltration is carried out in one operation. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление пластификатора и спекание осуществляют отдельно от инфильтрации.5. The method according to claim 1, characterized in that the removal of the plasticizer and sintering is carried out separately from the infiltration. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют форму, изготовленную из стали, облицованной слоем из огнеупорных окислов, химически не взаимодействующих с расплавом пропитывающего металла.6. The method according to claim 1, characterized in that they use a mold made of steel lined with a layer of refractory oxides that do not chemically interact with the melt of the impregnating metal. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют форму, изготовленную из огнеупорных окислов.7. The method according to claim 1, characterized in that they use a mold made of refractory oxides. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошка карбида используют порошок карбида титана.8. The method according to claim 1, characterized in that titanium carbide powder is used as carbide powder. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошка карбида используют порошок карбида вольфрама.9. The method according to claim 1, characterized in that the tungsten carbide powder is used as carbide powder. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пропитывающего металла используют медные сплавы, никелевые жаропрочные сплавы, хромоникелевые стали, вольфрамомолибденовые стали.10. The method according to claim 1, characterized in that as the impregnating metal, copper alloys, nickel heat-resistant alloys, chromium-nickel steels, tungsten-molybdenum steels are used. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют форму, в нижней части которой выполнено отверстие, закрытое пористой крышкой со сквозными порами из карбида, контактирующей с дном керамического тигля из материала, химически не взаимодействующего с расплавом пропитывающего металла, при этом пропитывающий металл размещают в тигле, а инфильтрацию формовки производят через крышку.11. The method according to claim 1, characterized in that a mold is used in the lower part of which a hole is made, closed with a porous lid with through pores of carbide in contact with the bottom of the ceramic crucible from a material that does not chemically interact with the melt of the impregnating metal, while impregnating metal is placed in the crucible, and molding infiltration is carried out through the lid.
RU2005132344/02A 2005-10-19 2005-10-19 Method for producing thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide RU2319580C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132344/02A RU2319580C2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Method for producing thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132344/02A RU2319580C2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Method for producing thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005132344A RU2005132344A (en) 2007-04-27
RU2319580C2 true RU2319580C2 (en) 2008-03-20

Family

ID=38106649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005132344/02A RU2319580C2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Method for producing thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319580C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014038973A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Марома Технологии" Cermet ball valve and method for manufacturing same
RU2524593C2 (en) * 2008-12-27 2014-07-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Rotor bearing group
RU2569288C1 (en) * 2014-05-27 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of producing nano-sized sintered hard alloy
RU2623565C2 (en) * 2015-07-13 2017-06-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Марома Технологии" Method for manufacturing products from cermet based on titanium carbide

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524593C2 (en) * 2008-12-27 2014-07-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Rotor bearing group
WO2014038973A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Марома Технологии" Cermet ball valve and method for manufacturing same
RU2525965C2 (en) * 2012-09-07 2014-08-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Марома Технологии" Cermet ball valve and method of its fabrication
RU2569288C1 (en) * 2014-05-27 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of producing nano-sized sintered hard alloy
RU2623565C2 (en) * 2015-07-13 2017-06-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Марома Технологии" Method for manufacturing products from cermet based on titanium carbide

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005132344A (en) 2007-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4710223A (en) Infiltrated sintered articles
US4744943A (en) Process for the densification of material preforms
US4673549A (en) Method for preparing fully dense, near-net-shaped objects by powder metallurgy
CN106735186B (en) A kind of method that 3D printing-isostatic cool pressing prepares titanium alloy multi-stage gear
GB2062685A (en) Hot pressing powder
CA2859656A1 (en) As-sintered 17-4ph steel part
US20110129380A1 (en) Method and device for producing a workpiece, particularly a shaping tool or a part of a shaping tool
RU2319580C2 (en) Method for producing thin-wall articles or articles with inner cavity of composite material on base of carbide
MX2007011145A (en) Hair and/or scalp care compositions incorporating flavonoid compounds.
US6662852B2 (en) Mold assembly and method for pressure casting elevated melting temperature materials
US2530853A (en) Method of casting
US4747999A (en) Powder metallurgical method
US5850590A (en) Method for making a porous sintered material
US8312913B2 (en) Casting process
US10132416B2 (en) Cermet ball gate and method of producing
CN111868008A (en) Method for producing porous preforms with controlled porosity from silicon carbide and porous preforms of silicon carbide
RU2299788C1 (en) Method for producing complex-profile hard-alloy articles
US7051783B1 (en) Precision molding method
SE460461B (en) PROCEDURE APPLY HOT ISOSTATIC COMPRESSION OF A METALLIC OR CERAMIC BODY IN A BOTTLE OF PRESSURE TRANSFERING PARTICLES
RU2401719C2 (en) Method of producing articles from titanium carbide-based composite
JPS61186406A (en) Nozzle for injection molding machine having excellent resistance to wear and corrosion and its production
JP4178070B2 (en) Method for canning sintered preform and method for producing sintered material thereby
CZ19962U1 (en) Fluid-tight sintered metal component
US5623727A (en) Method for manufacturing powder metallurgical tooling
CN111283203A (en) Method for promoting blank densification by utilizing hydrogen absorption expansion of titanium-containing material

Legal Events

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

Effective date: 20081020