RU2347000C2 - Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool - Google Patents

Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool Download PDF

Info

Publication number
RU2347000C2
RU2347000C2 RU2006135903/02A RU2006135903A RU2347000C2 RU 2347000 C2 RU2347000 C2 RU 2347000C2 RU 2006135903/02 A RU2006135903/02 A RU 2006135903/02A RU 2006135903 A RU2006135903 A RU 2006135903A RU 2347000 C2 RU2347000 C2 RU 2347000C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
hard alloy
solder
solution
crushed
Prior art date
Application number
RU2006135903/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006135903A (en
Inventor
Олег Владиславович Тихонов (RU)
Олег Владиславович Тихонов
Original Assignee
ООО "БИТТЕХНИКА" Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА"
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 ООО "БИТТЕХНИКА" Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА" filed Critical ООО "БИТТЕХНИКА" Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА"
Priority to RU2006135903/02A priority Critical patent/RU2347000C2/en
Publication of RU2006135903A publication Critical patent/RU2006135903A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2347000C2 publication Critical patent/RU2347000C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering it on cutting tools. Particles of hard alloy are crumbled, selected and surface cleaned by immersion moistening of particles in the solution of hydrate of ammonium oxide in a transparent closed cylinder capacity which performs impulse movements in the direction perpendicular to the cylinder guide. The process is carried out till the surface of particles becomes lighter. Then particles are placed on an open cellular padding where dimension of cellular is less, than minimal dimension of particles; then the particles are air-dried. Solder on copper base is cut into pieces of a specified dimension. Solder and particles of hard alloy are uniformly spread along the whole length of a mould; the charge is covered with flux containing compositions of boron or compositions of boron and fluoric ammonium. The mould is placed into a furnace and held till solder melts.
EFFECT: production of material possessing strong adhesive bond between binding and filler and low porosity.
5 dwg, 5 tbl

Description

Изобретение относится к пайке, в частности к способу подготовки дробленых твердосплавных частиц к взаимодействию со связкой-припоем в процессе получения готового прутка для напайки его на поверхность режущего инструмента.The invention relates to soldering, in particular, to a method for preparing crushed hard alloy particles to interact with a solder binder in the process of obtaining a finished rod for soldering it to the surface of a cutting tool.

Оно может быть использовано для высокотемпературной пайки композиционного материала в виде готового прутка, содержащего дробленые твердосплавные частицы в качестве наполнителя и связки-припоя на основе меди, на рабочую поверхность фрезерного инструмента, применяемого в буровой технике при бурении скважин.It can be used for high-temperature brazing of a composite material in the form of a finished bar containing crushed hard alloy particles as a filler and a copper-based solder binder onto the working surface of a milling tool used in drilling equipment for drilling wells.

Известен способ изготовления композиционного материала (СВ.Лашко, Н.Ф.Лашко. Пайка металлов. М.: Машиностроение. 1988 г., 4-е издание, с.28-32), заключающийся в предварительном обезжиривании ацетоном, спиртом, бензином и т.д. соединяемых поверхностей, удалении жиров, масел, грязи, окалины, оксидных пленок, образовавшихся в процессе химико-термической обработки, которые не могут быть удалены с помощью флюсов или активных газовых сред. Для этого неметаллические пленки удаляют механически или путем травления. После травления необходима нейтрализация остатков травителя с последующей сушкой обработанной поверхности.A known method of manufacturing a composite material (S. Lashko, NF Lashko. Soldering metals. M .: Mechanical engineering. 1988, 4th edition, p. 28-32), which consists in preliminary degreasing with acetone, alcohol, gasoline and etc. surfaces to be connected, removal of fats, oils, dirt, scale, oxide films formed during chemical-thermal treatment, which cannot be removed using fluxes or active gas media. For this, non-metallic films are removed mechanically or by etching. After etching, it is necessary to neutralize the residues of the etchant, followed by drying the treated surface.

Трудноудаляемые окисные пленки вначале перед травлением убираются механической зачисткой поверхности, которая одновременно обеспечивает требуемую шероховатость, улучшающую растекание и затекание расплавленного припоя на поверхность взаимодействия с ним. Способ многооперационен (9-12 операций) при предварительной подготовке поверхностей твердых поверхностей, чтобы улучшить взаимодействие твердой (частицы наполнителя) и жидкой составляющей (припой) при изготовлении композиционного материала. Способ малопроизводителен, т.к. требует значительного времени на его реализацию. Способ использует токсичные растворители, которые к тому же не способны очистить от продуктов обезжиривания капилляры, поры малых размеров. Такое обезжиривание дает поверхностный эффект. Травление связано с применением специальных приспособлений, режимов травления, а в результате на поверхности и в порах и капиллярах образуются продукты травления, которые трудновымываемы. Для этого необходимо длительное и тщательное отмывание их то в горячей, то в холодной воде с использованием ультразвука. Затем после травления необходима нейтрализация, которая также усложняет процесс подготовки твердой поверхности компонентов при изготовлении композиционного материала. Способ предполагает, что предварительная подготовка касается как твердосплавных поверхностей, так и сплавов на основе меди, используемых затем для получения композиции при расплавлении сплава на основе меди и взаимодействии подготовленных материалов, что значительно удлиняет процесс подготовки и в недостаточной степени активизирует взаимодействие компонентов.Hard-to-remove oxide films are first removed before etching by mechanical cleaning of the surface, which at the same time provides the required roughness, which improves the spreading and flowing of the molten solder onto the surface of interaction with it. The method is multi-operational (9-12 operations) during preliminary preparation of surfaces of solid surfaces in order to improve the interaction of the solid (filler particles) and the liquid component (solder) in the manufacture of composite material. The method is inefficient, because requires significant time for its implementation. The method uses toxic solvents, which are also not able to clean capillaries and small pores from degreasing products. Such degreasing gives a surface effect. Etching is associated with the use of special devices, etching modes, and as a result etching products are formed on the surface and in the pores and capillaries, which are difficult to wash. This requires a long and thorough washing of them in hot or cold water using ultrasound. Then, after etching, neutralization is necessary, which also complicates the process of preparing the solid surface of the components in the manufacture of the composite material. The method assumes that the preliminary preparation concerns both carbide surfaces and copper-based alloys, which are then used to obtain a composition for melting a copper-based alloy and the interaction of prepared materials, which significantly lengthens the preparation process and insufficiently activates the interaction of components.

В качестве прототипа выбран способ (А.П.Гасанов. Аварийно-восстановительные работы в нефтяных и газовых скважинах. М.: Недра, 1987 г., с.114-115) как наиболее близкий по технической сущности и получаемому эффекту к заявляемому изобретению. Способ заключается в следующем.As a prototype of the selected method (A.P. Gasanov. Disaster recovery work in oil and gas wells. M .: Nedra, 1987, p.114-115) as the closest in technical essence and the resulting effect to the claimed invention. The method is as follows.

Для формирования рабочего органа - рабочей поверхности скважинных фрезеров необходимо нанести на нее дробленый твердый сплав, составляющий наполнитель композиционного материала, который находится в связке с припоем. Для этого вначале готовят композиционный материал в виде прутка, который и наплавляют на рабочую поверхность. При этом вначале твердосплавные частицы дробят. Дробленые частицы твердого сплава обезжиривают бензином или другим растворителем (ацетоном - см. пат.№2260503 от 11.02.04 г., МКИ В23К 11/00), (щелочью - см. Г.П.Фетисов. Сварка и пайка в авиационной промышленности. М.: Машиностроение. 1983 г., с.148-150). Затем смешивают с флюсом. Нарезают припой на куски, взвешивают подготовленные дробленые частицы твердого сплава и припоя и размещают их по всей длине. Исходное количество частиц твердого сплава должно быть равным его расчетному количеству, а припоя - на 10-15% больше его расчетного количества, необходимого для выгорания в процессе наплавки на рабочую поверхность скважинного фрезера. Подготовленную шихту покрывают флюсом. Под воздействием температуры (до 1000°С) припой расплавляется и пропитывает дробленые частицы твердого сплава. Тепловое поле создают ТВЧ, электропечью, пламенной печью и т.д., обеспечивающими необходимую температуру теплового поля.For the formation of the working body - the working surface of downhole milling cutters, it is necessary to apply crushed hard alloy on it, which makes up the filler of the composite material, which is in conjunction with solder. To do this, first prepare the composite material in the form of a rod, which is fused to the working surface. In this case, first carbide particles are crushed. Crushed hard alloy particles are degreased with gasoline or another solvent (acetone - see Pat. No. 2260503 of 02/11/04, MKI B23K 11/00), (with alkali - see GP Fetisov. Welding and brazing in the aviation industry. M .: Engineering. 1983, p.148-150). Then mixed with flux. The solder is cut into pieces, the prepared crushed particles of the hard alloy and the solder are weighed and placed along the entire length. The initial number of particles of the hard alloy should be equal to its calculated amount, and the solder should be 10-15% more than its calculated amount necessary for burnout during surfacing on the working surface of the downhole mill. The prepared mixture is coated with flux. Under the influence of temperature (up to 1000 ° C), the solder melts and impregnates the crushed particles of the hard alloy. The heat field is created by high-frequency radiation, an electric furnace, a flame furnace, etc., providing the necessary temperature of the thermal field.

Недостатками способа являются недостаточно качественная подготовка частиц твердого сплава к получению прутка с заданными свойствами, т.к. обезжириванием поверхности решают проблему загрязнения поверхности частиц. При проникновении бензина в поры и капилляры частиц ухудшаются адгезионные силы сцепления связки с частицами твердого сплава при их взаимодействии в период выдержки шихты с компонентами в тепловом поле за счет образования сажистого налета на стенках пор или капилляров, создавая барьерный слой между твердосплавным материалом и связкой; способ получения прутков с предварительной обработкой твердосплавных частиц щелочью не производителен из-за того, что щелочь после обезжиривания необходимо тщательно отмыть, что требует значительных затрат времени и воды. В неотмытых участках частиц, особенно, порах и капиллярах в дальнейшем, при получении прутка, под действием высокой температуры щелочь будет действовать как травитель, а в дальнейшем после получения прутка - как компонент, способствующий ускорению окислительного процесса на границе твердосплавная частица - связка. Следовательно, ухудшается качество прутка, используемого в дальнейшем в качестве покрытия на режущий инструмент, например, на скважинный фрезер.The disadvantages of the method are insufficient quality preparation of the particles of the hard alloy to obtain a bar with desired properties, because degreasing the surface solve the problem of particle surface contamination. With the penetration of gasoline into the pores and capillaries of the particles, the adhesive adhesion forces of the binder with the hard alloy particles deteriorate during their interaction during the exposure of the charge to the components in the thermal field due to the formation of soot deposits on the walls of the pores or capillaries, creating a barrier layer between the carbide material and the binder; the method for producing rods with preliminary treatment of carbide particles with alkali is not productive because alkali must be thoroughly washed after degreasing, which requires a significant investment of time and water. In undisturbed areas of particles, especially pores and capillaries, in the future, upon receipt of the rod, the alkali will act as an etchant under the action of high temperature, and in the future, after receipt of the rod, it will act as a component that accelerates the oxidation process at the interface between the carbide particle and the binder. Consequently, the quality of the rod used in the future as a coating on a cutting tool, for example, a downhole mill, is deteriorating.

Недостатками известного способа также являются: ограниченность эффекта предварительной обработки твердосплавных частиц обезжириванием в растворителях (бензине, ацетоне, уайт-спирите и т.д.). Дробление частиц создает дополнительные сложности в их использовании в качестве наполнителя в композиционном материале для получения готовых прутков и применяемые в дальнейшем как наплавочный материал при формировании рабочего органа скважинных фрезеров. После дробления твердого сплава получают частицы с разными поверхностями и, следовательно, имеющими различие в степени смачиваемости связкой-припоем, что приводит к проявлению физико-химического гистерезиса смачивания при их взаимодействии. С одной стороны поверхность дробленой частицы остается плотной, гладкой, почти беспористой, а с другой - рыхлой, пористой и возможно имеющей трещинки (результат ударного воздействия при дроблении). К тому же реальные поверхности пор в твердосплавном материале имеют шероховатости, неоднородности, что затрудняет взаимодействие контактирующих фаз (жидкой - связка и твердой - дробленые частицы твердого сплава). В процессе изготовления композиционного материала только обезжиривание поверхностей дробленых частиц твердого сплава не решает проблемы получения качественного композиционного материала с прочными адгезионными связями компонентов в нем при пропитке расплавом связки - припоя дробленых частиц и получение беспористого прутка. В данном способе взаимодействие фаз - контактное, поверхностное, без глубокой в поры и капилляры частиц твердого сплава пропитки расплава связки - припоя, что значительно снижает работу адгезии. Другим недостатком способа является то, что при изготовлении композиционного материала в виде прутка используют флюсы, в состав которых входят борные соединения - бура и борная кислота. (Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Справочное пособие. Лениздат, 1975 г., с.101) или смесь буры, борной кислоты и фтористого аммония (пат. №2262430, МКИ В23К 35/363 от 23.07.04 г.), которые не обеспечивают хорошей смачиваемости припоем дробленых твердосплавных частиц или активность флюса имеет узкий температурно-временной диапазон соответственно. В обоих случаях смачивание контактное, т.е. смачивание 3-фазное (расплав, твердая фаза и воздушная фаза). При этом воздушная фаза тормозит распространение глубинного смачивания вязким расплавом припоя дробленых твердосплавных частиц, увеличивается время выхода газовых пузырьков из расплава. В результате при использовании флюса из соединений бора (борная кислота с бурой) получают пористый композиционный материал, а при использовании флюса из смеси соединений бора и фтористого аммония на качестве композиционного материала отрицательно сказывается выход за пределы активности фтористого аммония как в меньшую, так и в большую сторону.The disadvantages of this method are also: the limited effect of the pretreatment of carbide particles by degreasing in solvents (gasoline, acetone, white spirit, etc.). The crushing of particles creates additional difficulties in their use as a filler in a composite material for producing finished rods and further used as a surfacing material in the formation of the working body of downhole milling cutters. After crushing the hard alloy, particles with different surfaces and, therefore, having a difference in the degree of wettability by a solder-binder, are obtained, which leads to the manifestation of the physicochemical wetting hysteresis during their interaction. On the one hand, the surface of the crushed particle remains dense, smooth, almost non-porous, and on the other hand, it is loose, porous and possibly cracked (the result of impact during crushing). In addition, the real pore surfaces in the carbide material have roughnesses and inhomogeneities, which complicates the interaction of the contacting phases (liquid — binder and solid — crushed particles of the hard alloy). In the process of manufacturing a composite material, only degreasing the surfaces of the crushed particles of the hard alloy does not solve the problem of obtaining a high-quality composite material with strong adhesive bonds of the components in it by melt impregnation of a binder - solder of crushed particles and obtaining a non-porous rod. In this method, the phase interaction is contact, surface, without deep into the pores and capillaries of the particles of the hard alloy impregnation of the melt of the binder - solder, which significantly reduces the work of adhesion. Another disadvantage of this method is that in the manufacture of a composite material in the form of a rod using fluxes, which include boric compounds - borax and boric acid. (Popilov L.Ya. Advice to a plant technologist. Reference manual. Lenizdat, 1975, p. 101) or a mixture of borax, boric acid and ammonium fluoride (US Pat. No. 2262430, MKI V23K 35/363 dated 07.23.04) which do not provide good wettability by solder of crushed carbide particles or flux activity has a narrow temperature-time range, respectively. In both cases, contact wetting, i.e. 3-phase wetting (melt, solid phase and air phase). At the same time, the air phase inhibits the propagation of deep wetting of the crushed hard alloy particles by the viscous melt of the solder, and the time for gas bubbles to exit the melt increases. As a result, when using a flux from boron compounds (boric acid with borax), a porous composite material is obtained, and when using a flux from a mixture of boron and ammonium fluoride compounds, the quality of the composite material is adversely affected by going beyond the limits of the activity of ammonium fluoride to a smaller or a larger side.

Задачей изобретения является повышение качества предварительной обработки дробленых твердосплавных частиц, повышение активности флюса в процессе взаимодействия компонентов шихты при изготовлении композиционного материала.The objective of the invention is to improve the quality of the preliminary processing of crushed carbide particles, increasing the activity of flux in the process of interaction of the components of the charge in the manufacture of composite material.

Технический результат изобретения достигается тем, что способ изготовления прутка из твердосплавного композиционного материала в виде прутка для напайки на рабочую поверхность режущего инструмента, как и в известном, заключающемся в селекционировании дробленых частиц твердого сплава, очистке поверхности, нарезании на куски припоя, взвешивании компонентов, размещении их в форме по всей ее длине равномерно, покрытии флюсом подготовленной шихты, помещении формы с содержимым в ней в печь, выдержке в печи до расплавления припоя и получении композиционного материала, содержащего в качестве наполнителя дробленые частицы твердого сплава, а в качестве связки - припой на основе меди, согласно изобретению очистку поверхности частиц твердого сплава вначале проводят иммерсионным смачиванием частиц раствором гидрата окиси аммония в прозрачной закрытой емкости цилиндрической формы при импульсивном движении ее в направлении, перпендикулярном направляющей цилиндра, при этом по мере загрязнения раствор заменяют на чистый и процесс проводят до тех пор, пока очередная порция раствора гидрата окиси аммония не останется визуально прозрачной, а поверхность частиц не посветлеет, затем частицы твердого сплава извлекают из емкости, помещают на открытоячеистую подложку с размером ячеек меньшим, чем минимальный размер частиц и высушивают на воздухе до испарения раствора с открытой поверхности частиц, а для покрытия шихты используют флюс, содержащий соединения бора или соединения бора с фтористым аммонием.The technical result of the invention is achieved in that a method of manufacturing a bar from a carbide composite material in the form of a bar for soldering onto the working surface of a cutting tool, as in the well-known one, consisting in the selection of crushed particles of hard alloy, cleaning the surface, cutting into pieces of solder, weighing the components, placing them in the mold along its entire length evenly, fluxing the prepared mixture, placing the mold with the contents in it in the furnace, holding in the furnace until the solder melts and receiving of a composite material containing crushed hard alloy particles as a filler and copper-based solder as a binder, according to the invention, the surface of hard alloy particles is first cleaned by immersion wetting of the particles with a solution of ammonium hydroxide in a transparent closed cylindrical container with impulsive movement in the direction perpendicular to the cylinder guide, in this case, as the solution becomes dirty, the solution is replaced with a clean one and the process is carried out until the next portion of the solution ammonium oxide hydrate does not remain visually transparent, and the particle surface does not brighten, then the hard alloy particles are removed from the container, placed on an open-cell substrate with a mesh size smaller than the minimum particle size and dried in air until the solution evaporates from the open particle surface, and for charge coatings use a flux containing boron compounds or boron compounds with ammonium fluoride.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемое техническое решение отличается характером смачивания дробленых твердосплавных частиц раствором гидрата окиси аммония. Прототип смачивает поверхности дробленых частиц твердого сплава контактно, т.е. при использовании растворителей (бензин, керосин и т.д.) в смачивании участвуют три фазы - твердая, жидкая и газообразная как на стадии предварительной подготовки поверхности дробленых частиц перед получением смеси компонентов в виде шихты, так и в момент расплавления припоя и его взаимодействия с поверхностью частиц твердого сплава. В результате в прототипе достигается поверхностное взаимодействие. К тому же растворители, обезжиривая поверхность и разрыхляя окисные пленки, забивают продуктами обезжиривания поры, капилляры в их широкой части, не пропуская растворитель в узкую часть, где сохраняется газовая составляющая поры или капилляра, а их стенки остаются окисленными и не обезжиренными, ухудшая дальнейшее взаимодействие компонентов. В заявленном изобретении за счет использования раствора гидрата окиси аммония осуществляют смачивание раствором дробленых частиц твердого сплава иммерсионно, т.к. смачивающий раствор и твердые частицы имеют границу раздела только между твердой и жидкой фазами. За счет активного воздействия гидрата окиси аммония раствор не только сглаживает стенки пор и капилляров, но и организует смачивание по всей длине пор и капилляров, убирая газовую составляющую в них. После такой предварительной обработки дробленых частиц твердого сплава раствор остается в объеме пор, капилляров, трещин. В дальнейшем, при использовании в качестве флюса составы, содержащие фтористый аммоний (пат.№2262430 от 23.07.04 г.), изготовление композиционного материала позволяет продлить жизнеспособность, т.е. активность флюса. Испарение аммиака при высоких температурах плавления припоя и при длительном контакте его с твердой поверхностью частиц приводят к проявлению окисляющей способности этого флюса (диаграмма 1). Раствор гидрата окиси аммония в процессе изготовления композиционного материала усиливает смачиваемость расплава припоя, т.к. в момент расплавления под флюсом, содержащим фтористый аммоний, при испарении аммиака из флюса, флюс подпитывается аммиаком, находящимся в порах и капиллярах дробленых частиц. Этот контакт происходит без внешней газовой составляющей, как было раньше и в данном случае смачивание твердосплавной частицы припоем идет по иммерсионному пути, т.е. расплав заполняет и поверхность частиц, и поры, и капилляры. Пористость дробленых частиц твердого сплава и связки в композите-прутке отсутствует. Улучшаются физико-химические свойства получаемого композита. В заявленном изобретении иммерсионное смачивание частиц раствором достигают за счет химического воздействия раствора и вывода продуктов реакции раствора гидрата окиси аммония с дроблеными частицами твердого сплава в процессе импульсивного движения закрытой емкости цилиндрической формы с содержимым в ней по направлению оси вдоль цилиндра или перпендикулярно направляющей линии цилиндра, организуя импульсивно сброс всей массы частиц сверху вниз. Такое перемещение частиц в емкости снимает окислы и с поверхности, и из объема частиц, убирает рыхлую часть поверхности частиц, образовавшуюся в результате дробления твердосплавного изделия на частицы, т.е. ускоряет очищение дробленых частиц и не только от масел, грязи, как в прототипе, но и активизирует состояние взаимодействия дробленых частиц с расплавом припоя в дальнейшем. Периодически, по мере загрязнения, раствор гидрата окиси аммония заменяют на чистый, что позволяет контролировать качество обработки: до тех пор пока новая порция раствора гидрата окиси аммония в емкости загрязняется и поверхности твердосплавных частиц плохо визуально просматриваются из-за загрязнений продуктами реакции жидкой и твердой фаз - процесс очистки продолжают. Обработку ведут при комнатной температуре и в закрытой емкости, организуя экологически чистый процесс обработки. Концентрация раствора подбирается экспериментальным путем для различных составов припоя и режимов получения композиционного материала (температуры расплавления припоя, времени выдержки шихты в печи (в теплом поле), скорости расплавления и охлаждения композиционного материала).Comparative analysis with the prototype showed that the claimed technical solution is characterized by the nature of the wetting of crushed carbide particles with a solution of ammonium hydroxide. The prototype wets surfaces of crushed particles of hard alloy contact, i.e. when using solvents (gasoline, kerosene, etc.), three phases are involved in wetting: solid, liquid, and gaseous, both at the stage of preliminary preparation of the surface of crushed particles before obtaining a mixture of components in the form of a charge, and at the time of solder melting and its interaction with surface of hard alloy particles. As a result, in the prototype, surface interaction is achieved. In addition, solvents, degreasing the surface and loosening oxide films, clog pore degreasing products, capillaries in their wide part, not letting the solvent pass into the narrow part, where the gas component of the pore or capillary remains, and their walls remain oxidized and not degreased, worsening further interaction components. In the claimed invention due to the use of a solution of hydrate of ammonium oxide, the solution is used to wet the crushed particles of the hard alloy immersion, because wetting solution and solid particles have an interface only between solid and liquid phases. Due to the active action of ammonium oxide hydrate, the solution not only smooths the walls of the pores and capillaries, but also organizes wetting along the entire length of the pores and capillaries, removing the gas component in them. After such preliminary processing of crushed particles of the hard alloy, the solution remains in the volume of pores, capillaries, cracks. Subsequently, when using compositions containing ammonium fluoride as a flux (US Pat. No. 2262430 dated 07.23.04), the manufacture of a composite material allows prolonging the pot life, i.e. flux activity. Evaporation of ammonia at high melting points of the solder and with prolonged contact with the solid surface of the particles leads to the manifestation of the oxidizing ability of this flux (chart 1). The solution of ammonium hydroxide during the manufacturing of the composite material enhances the wettability of the solder melt, because at the time of melting under a flux containing ammonium fluoride, during the evaporation of ammonia from the flux, the flux is fed with ammonia located in the pores and capillaries of crushed particles. This contact occurs without an external gas component, as it was before, and in this case, the wetting of the carbide particle by solder proceeds along the immersion path, i.e. the melt fills the surface of particles, pores, and capillaries. The porosity of the crushed particles of the hard alloy and the binder in the composite rod is absent. The physicochemical properties of the resulting composite are improved. In the claimed invention, immersion wetting of particles by a solution is achieved due to the chemical effect of the solution and the output of the reaction products of the solution of ammonium hydroxide with crushed particles of the hard alloy in the process of impulsive movement of a closed cylindrical tank with contents in it along the axis along the cylinder or perpendicular to the cylinder guide line, organizing impulsively dumping the entire mass of particles from top to bottom. This movement of particles in the tank removes oxides both from the surface and from the volume of particles, removes the loose part of the particle surface formed as a result of crushing of the carbide product into particles, i.e. accelerates the purification of crushed particles and not only from oils, dirt, as in the prototype, but also activates the state of interaction of crushed particles with the solder melt in the future. Periodically, as it becomes contaminated, the solution of ammonium oxide hydrate is replaced with a clean one, which allows you to control the quality of processing: until a new portion of the solution of ammonium oxide hydrate in the tank becomes dirty and the surfaces of carbide particles are poorly visible due to contamination by the reaction products of liquid and solid phases - the cleaning process continues. Processing is carried out at room temperature and in a closed container, organizing an environmentally friendly processing process. The concentration of the solution is selected experimentally for various compositions of the solder and the modes of obtaining the composite material (the temperature of the melting of the solder, the exposure time of the charge in the furnace (in a warm field), the speed of melting and cooling of the composite material).

Экспериментально задача изобретения проверена при обработке дробленых частиц из твердого сплава ВК-8 растворами 10% и 25% водными растворами гидрата окиси аммония, т.е. теми концентрациями аммиака (ТУ 2389-166~002096-15-98 (ρ=0,91 и ρ=0,95), которые широко используют в бытовых целях для мытья посуды, стен, полимерных материалов, фаянса, кожи и т.д. В качестве припоя использовали сплавы МНЦ 15-20, с Tпл.<1000°С и МНЦ 18-40, с Тпл.>1000°С. В качестве флюса использовали составы, содержащие буру (ГОСТ 8429-77) и борную кислоту (ТУ 6-09-17-263-89), а также флюс, содержащий дополнительно фтористый аммоний (ГОСТ 4518-75).Experimentally, the objective of the invention was verified by treating crushed particles of VK-8 hard alloy with solutions of 10% and 25% aqueous solutions of ammonium hydroxide, i.e. those ammonia concentrations (TU 2389-166 ~ 002096-15-98 (ρ = 0.91 and ρ = 0.95), which are widely used for household purposes for washing dishes, walls, polymeric materials, earthenware, leather, etc. Alloys of ISC 15-20, with T pl. <1000 ° C and ISC 18-40, with T pl. > 1000 ° C were used as solder. Compositions containing borax (GOST 8429-77) and boric were used as flux acid (TU 6-09-17-263-89), as well as flux, which additionally contains ammonium fluoride (GOST 4518-75).

Проблема в том, что соединения аммиака и сам аммиак испаряются при температурах выше 450°С, а процесс изготовления композиционного материала проводят при температуре 950°С и выше в течение ~ 30 мин. За это время фтористый аммоний, увеличив жидкотекучесть припоя и улучшив качество изготовляемого композиционного материала по сравнению с процессом, связанным с использованием только смеси буры и борной кислоты или просто одной буры, испаряется, но при этом, в процессе длительного охлаждения прутка в печи, начинает действовать как травитель, окисляя кобальт в дробленой частице твердого сплава (фиг.1), что естественно ухудшает эксплуатационные свойства ее и композиционного материала в целом. Заявляемый способ решает задачу улучшения качества композиционного материала комплексно: раствор гидрата окиси аммония осуществляет тонкую очистку поверхности дробленых твердосплавных частиц, затем раствор проникает в трещины, поры и капилляры и не только растворяет окисную пленку стенок, но и полирует их, подготавливая к процессу смачивания частиц расплавом припоя. Поскольку поры, капилляры и трещины качественно предварительно подготовлены, то и процесс смачивания расплавом припоя, растекаемость по поверхности частиц твердого сплава и затекаемость в поры и капилляры будут осуществлены на значительно более качественном уровне, чем ранее в прототипе. Усиливает эффект очистки и поверхности и стенок пор и капилляров и трещин то, что раствор гидрата окиси аммония и дробленые частицы твердого сплава помещают в закрытую емкость цилиндрической формы, импульсивно встряхивают массу частиц, резко опрокидывая эту массу по типу песочных часов, перемещая с одного основания цилиндра на другое. За время обработки частицы успевают разрыхлить окалину с поверхности, ударяясь друг о друга и находясь в растворе гидрата окиси аммония. Раствор гидрата окиси аммония ускоренно проникает в поры, трещины, капилляры, интенсивно растравливает окисную стенку их, затем полирует стенки. Образующие продукты обработки интенсивно из них удаляются. Но в порах, капиллярах, трещинах дробленой частицы остается аммиак в растворе, который, как оказалось в результате проведенных экспериментов, способствует улучшению качества полученного композиционного материала, в случаях использования флюса, содержащего соединения бора с фтористым аммонием (фиг.4, 5), а также и композиционного материала, который изготовляют в присутствии флюса не содержащего фтористый аммоний (например, смесь буры и борной кислоты (фиг.3)). Таким образом способ расширяет свои возможности -улучшает качество получаемого изделия в виде прутка (композиционного материала для напайки на рабочую поверхность бурового режущего инструмента в виде абразивного покрытия), защищая твердосплавную составляющую прутка от термоудара и разрушения в процессе изготовления, что не возможно было ранее достичь с использованием в прототипе флюса из смеси буры и борной кислоты и предварительным обезжириванием их поверхности растворителями (бензин, ацетон и т.д.).The problem is that the ammonia compounds and ammonia itself evaporate at temperatures above 450 ° C, and the manufacturing process of the composite material is carried out at a temperature of 950 ° C and above for ~ 30 minutes. During this time, ammonium fluoride, increasing the fluidity of the solder and improving the quality of the composite material being produced, as compared with the process involving using only a mixture of borax and boric acid or just one borax, evaporates, but at the same time, during prolonged cooling of the bar in the furnace, it starts to act as an etchant, oxidizing cobalt in a crushed particle of a hard alloy (Fig. 1), which naturally degrades the operational properties of it and the composite material as a whole. The inventive method solves the problem of improving the quality of the composite material in a comprehensive way: a solution of ammonium hydroxide performs a fine cleaning of the surface of crushed carbide particles, then the solution penetrates into cracks, pores and capillaries and not only dissolves the oxide film of the walls, but also polishes them, preparing for the process of wetting the particles with a melt solder. Since the pores, capillaries and cracks are qualitatively pre-prepared, the melt wetting process of the solder, the spreadability on the surface of the particles of the hard alloy, and the flowability into the pores and capillaries will be carried out at a much higher quality level than previously in the prototype. Enhances the effect of cleaning both the surface and the walls of pores and capillaries and cracks that a solution of ammonium hydrate and crushed particles of a solid alloy are placed in a closed cylindrical container, impulsively shake the mass of particles, sharply overturning this mass like an hourglass, moving from one base of the cylinder to another. During processing, the particles have time to loosen the scale from the surface, hitting each other and being in a solution of ammonium oxide hydrate. The solution of ammonium hydrate accelerates rapidly penetrates into pores, cracks, capillaries, intensively etches their oxide wall, then polishes the walls. The forming processing products are intensively removed from them. But in the pores, capillaries, cracks of the crushed particle, ammonia remains in the solution, which, as it turned out as a result of the experiments, helps to improve the quality of the obtained composite material, in cases where flux containing boron compounds with ammonium fluoride is used (Figs. 4, 5), and also a composite material, which is produced in the presence of a flux not containing ammonium fluoride (for example, a mixture of borax and boric acid (figure 3)). Thus, the method expands its capabilities - improves the quality of the resulting product in the form of a bar (a composite material for soldering onto the working surface of a drilling cutting tool in the form of an abrasive coating), protecting the carbide component of the bar from thermal shock and destruction during the manufacturing process, which was not possible to achieve with using in the prototype a flux from a mixture of borax and boric acid and preliminary degreasing of their surface with solvents (gasoline, acetone, etc.).

Сопоставление заявленного изобретения с другими техническими решениями того же направления показал, что известен способ обработки поверхности твердосплавного материала, вольфрама с использованием гидрата окиси аммония. Обработку как и в заявленном способе ведут в присутствии гидрата окиси аммония в растворе, содержащем смесь гидрата окиси аммония 3-10% или 5-10%, едкого натрия 3-10% или 5-10%, остальное - воду. (Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу, с.198-199, реактивы №47 и 45 соответственно) Но как показали исследования, это электролитический способ обработки поверхности вольфрама (Д=50-300 А/дм2), он не достигает поставленной заявленным изобретением цели, т.к он агрессивен из-за сочетания едкого натрия и гидрата окиси аммония. При использовании высокой плотности тока он приводит к сглаживанию острых кромок твердосплавных частиц, что не допустимо при использовании этих частиц в дальнейшем как режущих элементов в буровом инструменте. Состав требует длительной отмывки травителя с поверхности вольфрама и его сплавов, т.к. иначе он способствует развитию коррозионных процессов, особенно при высокотемпературном взаимодействии связки, флюса с использованием фтористого аммония и дробленых частиц твердого сплава. В соответствии с этим заявленное техническое решение имеет «новизну», «изобретательский уровень» и «промышленно применимо», т.к. испытано в лабораторных условиях и в условиях эксплуатации, после напайки прутков, изготовленных способом, предложенным в изобретении, на рабочую поверхность скваженных фрезеров типа ФО или ФА, ФС.A comparison of the claimed invention with other technical solutions of the same direction showed that there is a known method of surface treatment of carbide material, tungsten using ammonium oxide hydrate. Processing as in the claimed method is carried out in the presence of ammonium hydroxide in a solution containing a mixture of ammonium hydroxide 3-10% or 5-10%, sodium hydroxide 3-10% or 5-10%, the rest is water. (Popilov L.Ya. Advice to a plant technologist, p.198-199, reagents No. 47 and 45, respectively) But studies have shown that this is an electrolytic method for treating a tungsten surface (D = 50-300 A / dm 2 ), it does not reach the set by the claimed invention, because it is aggressive due to the combination of sodium hydroxide and ammonium hydroxide. When using a high current density, it leads to smoothing of sharp edges of carbide particles, which is not permissible when using these particles in the future as cutting elements in a drilling tool. The composition requires a long washing of the etchant from the surface of tungsten and its alloys, because otherwise, it contributes to the development of corrosion processes, especially during the high-temperature interaction of a binder, flux using ammonium fluoride and crushed particles of a hard alloy. In accordance with this, the claimed technical solution has “novelty”, “inventive step” and “industrially applicable”, because tested in laboratory conditions and in operating conditions, after soldering the rods made by the method proposed in the invention on the working surface of well milling cutters of the type ФО or ФА, ФС.

Предлагаемое изобретение внедряется в ООО «БИТТЕХНИКА» при напайке на рабочую поверхность скваженных фрез различного типа и готовится к внедрению в организации, связанные с получением готовых прутков для качественной пайки и на буровой инструмент абразивного покрытия с высокими режущими свойствами и повышенной износостойкостью.The present invention is being introduced at BITTEKHNIKA LLC when soldering various types of well milling cutters onto the working surface and is preparing for implementation in organizations associated with the production of finished bars for high-quality soldering and for abrasive coating tools with high cutting properties and increased wear resistance.

Для экспериментальной проверки заявляемого способа были подготовлены составы шихты, содержащие в качестве припоя, т.е. связки получаемого композиционного материала, следующие химические составы: №1 - медь - основа, цинк - 29,9%, никель - 16,4%, кобальт - 5,0%; №2 - медь - основа - цинк - 40,3%, никель - 12,6%, кобальт - 5,8% (табл.1). В качестве наполнителя использовали дробленые частицы твердого сплава ВК 8. Флюс использовали составов: в мас.% №1 - бура - 60%, борная кислота - 35%, фтористый аммоний - 5%; №2 - бура - 45%, борная кислота - 45%, фтористый аммоний - 10%; №3 - бура 50%, борная кислота 50% (табл.2). Гидрат окиси аммония использовали готовый: №1 - 10% и №2 - 25% водные растворы, широко распространенные составы, применяемые для бытовых целей (табл.3). Наполнитель готовили из пластин твердого сплава ВК 8 и отработанных волок путем механического дробления вручную. Дробленые частицы подвергали селекционированию, отбирая частицы заданных размеров. Поверхность частицы неоднородна по своему рельефу. Так, одни частицы имеют все поверхности рыхлые с вскрытыми в результате дробления порами, капиллярами и трещинками, имеющимися в объеме пластины или волоки, другие - одну поверхность рыхлую, а другую плотную (первоначальную, сохранившуюся неизменной). В результате, в зависимости от условий дробления, длительность хранения, загрязненности и степени окисления, имеем перед смешиванием компонентов шихты дробленые частицы с поверхностью низкого качества. Для повышения качества поверхности и эксплуатационных качеств режущей составляющей и связки в композиционном материале дробленые частицы твердого сплава после их селекционирования помещали в закрытую прозрачную емкость цилиндрической формы с соотношением длин ее осей - поперечной к продольной 1:2. Затем емкость с дроблеными частицами в ней заполняли раствором гидрата окиси аммония - 10% или 25% (табл.3) в зависимости от состава используемого флюса. Так 10% желательно раствором гидрата окиси аммония заливать емкость, когда используют флюс, для покрытия им шихты в дальнейшем, содержащий в своем составе буру и борную кислоту (табл.2 п.3) или добавляли фтористый аммоний 4% и более (табл.2; табл.4 п.3, 4, 5) и 25% раствором - преимущественно в случае использования флюса, не содержащего фтористый аммоний (см. таблицу 4 п.3, 6, 7).For experimental verification of the proposed method were prepared compositions of the mixture containing as solder, i.e. ligaments of the obtained composite material, the following chemical compositions: No. 1 - copper - base, zinc - 29.9%, nickel - 16.4%, cobalt - 5.0%; No. 2 - copper - base - zinc - 40.3%, nickel - 12.6%, cobalt - 5.8% (Table 1). As a filler, crushed particles of VK 8 hard alloy were used. The flux was used in the compositions: in wt.% No. 1 - borax - 60%, boric acid - 35%, ammonium fluoride - 5%; No. 2 - borax - 45%, boric acid - 45%, ammonium fluoride - 10%; No. 3 - borax 50%, boric acid 50% (table 2). Ammonium hydroxide was used as prepared: No. 1 - 10% and No. 2 - 25% aqueous solutions, widely used formulations used for domestic purposes (Table 3). The filler was prepared from VK 8 hard alloy plates and spent dies by manual crushing. Crushed particles were subjected to selection, selecting particles of a given size. The surface of a particle is not uniform in its relief. So, some particles have all surfaces friable with pores, capillaries and cracks opened as a result of crushing that are in the volume of the plate or die, others have one surface friable, and the other dense (original, unchanged). As a result, depending on the crushing conditions, storage duration, contamination, and oxidation state, we have crushed particles with a poor quality surface before mixing the charge components. To improve the quality of the surface and the performance of the cutting component and the binder in the composite material, crushed particles of the hard alloy after their selection were placed in a closed transparent container of cylindrical shape with a ratio of the lengths of its axes transverse to longitudinal 1: 2. Then the container with crushed particles in it was filled with a solution of ammonium oxide hydrate - 10% or 25% (Table 3), depending on the composition of the flux used. So, it is desirable to fill the container with a 10% solution of ammonium hydrate when using flux to cover the mixture in the future, containing borax and boric acid (Table 2, item 3) or ammonium fluoride 4% or more was added (table 2 ; Table 4, clauses 3, 4, 5) and a 25% solution - mainly in the case of using flux that does not contain ammonium fluoride (see table 4, clauses 3, 6, 7).

Дробленые частицы подвергали импульсному движению в емкости, в направлении, перпендикулярном направляющей цилиндра, со скоростью сброса массы частиц с одного его основания на другое, равной 1 сброс/сек, с промежутками между сбросами, равными 1-2 секундам, что интенсифицирует процессы, идущие как на поверхности частиц, так и в ее объеме (в порах, капиллярах, трещинах). Такую обработку сопровождали периодической заменой загрязненной части раствора гидрата окиси аммония на чистый до тех пор, пока очередная порция раствора в емкости не останется визуально чистой, а поверхность дробленых частиц будет светлой и освобожденной от окислов и рыхлой части поверхности. Благодаря прозрачной поверхности емкости такой контроль состояния частиц не затруднителен и надежен, что подтверждено диаграммами состояния изготовленного прутка, по сравнению с диаграммами состояния прутков, изготовленных с применением известных способов предварительной обработки дробленых частиц, (см. диаграммы 2, 3). Затем раствор гидрата окиси аммония сливали из емкости, дробленые частицы извлекали и помещали на сито с меньшими ячейками, чем размер частиц. Частицы высыхали на воздухе на сите со всех сторон равномерно (см. диаграмму 4), в отличие от высушивания на сплошной подложке, поддоне и т.д. (см. диаграмму 3). Экспериментально установлено оптимальное время высушивания с тем, чтобы испарялся раствор в основном с открытой поверхности частиц и задерживался в порах, капиллярах, трещинах, положительно влиял впоследствии на работу флюса и процесс изготовления композиционного материала (см. диаграммы и таблицы). Оптимальное время высушивания - 2 часа, менее которого свойства частиц было не стабильно из-за повышенной влажности поверхности, ухудшающей адгезионные силы сцепления связки - припоя с частицами твердого сплава в период расплавления припоя и взаимодействия компонентов. Более длительное время высушивания ведет к испарению раствора из пор, капилляров, трещин, что автоматически снижает активизацию флюса. После высушивания и взвешивания дробленые частицы твердого сплава размещали в форме равномерно по всей длине, взвешивали предварительно нарезанный на кусочки припой, размещали кусочки припоя плотно над дроблеными частицами также равномерно по всей длине формы, получали шихту, а затем покрывали шихту слоем флюса (составы - см. таблицу 2). Полученную шихту с флюсом помещали в печь и выдерживали при температуре расплавления припоя время, достаточное для получения качественного композиционного материала. Защитной средой в заявленном способе служат одновременно действующий флюс и гидрат окиси аммония.The crushed particles were subjected to pulsed motion in the container, in the direction perpendicular to the cylinder guide, with a speed of discharge of the mass of particles from one of its bases to another equal to 1 discharge / sec, with intervals between discharges of 1-2 seconds, which intensifies the processes occurring as on the surface of the particles and in its volume (in pores, capillaries, cracks). This treatment was accompanied by a periodic replacement of the contaminated part of the ammonium hydroxide solution with a clean one until the next portion of the solution in the tank remains visually clean and the surface of the crushed particles is light and free from oxides and loose parts of the surface. Due to the transparent surface of the container, such monitoring of the state of the particles is not difficult and reliable, which is confirmed by the state diagrams of the manufactured rod, in comparison with the state diagrams of rods made using the known methods of pre-treatment of crushed particles (see diagrams 2, 3). Then the solution of ammonium hydroxide was discharged from the tank, crushed particles were removed and placed on a sieve with smaller cells than the particle size. The particles dried in air on a sieve from all sides evenly (see diagram 4), in contrast to drying on a continuous substrate, tray, etc. (see diagram 3). The optimum drying time has been experimentally established so that the solution evaporates mainly from the open surface of the particles and is retained in pores, capillaries, cracks, and subsequently positively affects the work of the flux and the manufacturing process of the composite material (see diagrams and tables). The optimal drying time is 2 hours, less than which the particle properties were not stable due to increased surface moisture, which worsens the adhesion adhesion forces of the binder — solder with hard alloy particles during the period of solder melting and the interaction of the components. A longer drying time leads to the evaporation of the solution from pores, capillaries, cracks, which automatically reduces the activation of flux. After drying and weighing, the crushed particles of the hard alloy were placed uniformly over the entire length in the form, the solder previously cut into pieces was weighed, the pieces of solder were placed densely over the crushed particles also uniformly over the entire length of the form, a charge was obtained, and then the charge was coated with a flux layer (compositions - cm table 2). The resulting mixture with flux was placed in a furnace and kept at a melting point of solder for a time sufficient to obtain a high-quality composite material. The protective medium in the claimed method is simultaneously acting flux and hydrate of ammonium oxide.

По сравнению с прототипом заявляемое изобретение имеет следующие преимущества. Способ позволяет существенно улучшить процессы смачивания и пропитки как флюсом связки и твердосплавных частиц, так и смачивания и пропитки расплавом припоя пор и капилляров дробленных твердосплавных частиц из-за использования раствора гидрата окиси аммония, который обезжиривает, сглаживает шероховатости, рыхлит и удаляет окисную пленку на открытой поверхности твердосплавных частиц и на стенках пор и капилляров в частицах, а также за счет импульсивного движения цилиндрической формы замкнутой емкости, в которой предварительно обрабатывают (перед смачиванием припоем) дробленые твердосплавные частицы, в режиме резкого импульсивного движения вдоль направления большей оси цилиндра, т.е. в направлении, перпендикулярном направляющей цилиндра, интенсифицирующего процесс очистки как открытой поверхности частицы, так и стенки пор и капилляров в ней. Способ позволяет, при использовании в качестве флюса состава, содержащего фтористый аммоний, увеличить температурно-временной диапазон активности флюса за счет наличия в дробленых частицах твердого сплава в порах и капиллярах раствора гидрата окиси аммония после высушивания открытой поверхности. Способ усиливает адгезионные связи компонентов при расплавлении припоя за счет образования комплексных соединений и образования соединений свободного кобальта с компонентами припоя и получения прочного промежуточного граничного слоя между связкой-припоем и дроблеными твердосплавными частицами в процессе изготовления композиционного материала, (табл.5). Способ позволяет упрочнить наполнитель - дробленые частицы твердого сплава за счет того, что в результате взаимодействия кобальта, имеющегося в частице, с гидратом окиси аммония образуется устойчивое комплексное соединение, создающее напряжение сжатия в частице, а это в основном стенки пор и капилляров, трещин, т.е. дефектных мест, куда и проникает раствор гидрата окиси аммония.Compared with the prototype of the claimed invention has the following advantages. The method allows to significantly improve the wetting and impregnation processes of both the binder and hard alloy particles and the wetting and melt impregnation of the solder pores and capillaries of crushed hard alloy particles due to the use of a solution of ammonium hydrate, which degreases, smooths roughness, loosens and removes the oxide film on an open surfaces of carbide particles and on the walls of pores and capillaries in the particles, as well as due to the impulsive movement of the cylindrical shape of a closed container in which the pre-processed yvayut (before wetting solder) crushed tungsten carbide particles in mode a sharp impulsive motion along the direction of the greater axis of the cylinder, i.e., in the direction perpendicular to the cylinder guide, intensifying the cleaning process of both the open surface of the particle and the wall of pores and capillaries in it. The method allows, when using a composition containing ammonium fluoride as a flux, to increase the temperature-time range of the flux activity due to the presence in the crushed particles of a hard alloy in the pores and capillaries of a solution of ammonium oxide hydrate after drying of the open surface. The method enhances the adhesive bonds of the components during melting of the solder due to the formation of complex compounds and the formation of free cobalt compounds with the components of the solder and to obtain a strong intermediate boundary layer between the solder binder and crushed carbide particles in the manufacturing process of the composite material (Table 5). The method allows to strengthen the filler - crushed particles of the hard alloy due to the fact that as a result of the interaction of cobalt present in the particle with ammonium hydrate, a stable complex compound forms, which creates a compression stress in the particle, and this is mainly the walls of pores and capillaries, cracks, t .e. defective places where the solution of ammonium oxide hydrate penetrates.

Как показали эксперименты, предварительная обработка дробленых частиц раствором гидрата окиси аммония увеличивает жидкотекучесть флюса и улучшаются адгезионные связи связки с наполнителем в композиционном материале с использованием флюса, содержащего только смесь буры с борной кислотой (табл.4, 5), таким образом расширяется возможность заявляемого способа обработки частиц - улучшается взаимосвязь компонентов и качество композиционного материала, исчезают поры в изделии, что не наблюдалось ранее. Способ позволяет снять напряжение на границе раздела компонентов, т.к. нет резкого перехода от связки к наполнителю (см. диаграммы 4, 5).As experiments showed, pre-treatment of crushed particles with a solution of ammonium hydroxide increases the fluidity of the flux and improves the adhesion bonds of the binder with the filler in the composite material using a flux containing only a mixture of borax with boric acid (Tables 4, 5), thus expanding the possibility of the proposed method particle processing - the interconnection of components and the quality of the composite material improves, the pores in the product disappear, which was not previously observed. The method allows you to remove stress at the interface of the components, because there is no sharp transition from ligament to filler (see diagrams 4, 5).

Способ экологически чистый, т.к. очистка дробленых частиц твердого сплава проводится в закрытой емкости, из которой сливают раствор в емкость, где находится нейтрализующее гидрат аммония вещество (раствор кислоты), а также возможно повторное использование раствора гидрата окиси аммония после его очистки, используя закрытую систему регенерации.The method is environmentally friendly, because purification of crushed particles of the hard alloy is carried out in a closed container, from which the solution is poured into a container where the substance that neutralizes ammonium hydrate (acid solution) is located, and it is also possible to reuse the solution of ammonium hydroxide after its purification using a closed regeneration system.

Таблица 1Table 1 Составы припоя, используемые при изготовлении композиционного материала, в мас.%Solder compositions used in the manufacture of composite material, in wt.% №п/п припояNo. of solder МедьCopper ЦинкZinc НикельNickel КобальтCobalt 1one основаthe basis 29,929.9 16,416,4 5,05,0 22 основаthe basis 40,340.3 12,612.6 5,85.8

Таблица 2table 2 Состав флюсаFlux composition №п/пNo. БураBorax Борная кислотаBoric acid Фтористый аммонийAmmonium fluoride флюсаflux Na2B4O710H2O,%Na 2 B 4 O 7 10H 2 O,% Н3 ВО3, %H 3 IN 3 ,% NH4F, %NH 4 F,% 1one основаthe basis 3535 4four 22 основаthe basis 2929th 1313 33 50fifty 50fifty --

Таблица 3Table 3 Концентрация раствора гидрата окиси аммонияThe concentration of the solution of the hydrate of ammonium oxide №п/п припояNo. of solder NH4OH, %NH 4 OH,% ТУTU 1one 1010 2389-166-0020962389-166-002096 22 2525 2389-166-0020962389-166-002096

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Таблица 5Table 5 Влияние обработки дробленых частиц твердого сплава раствором гидроокиси аммония (NH4OH) на качество получаемого композиционного материалаThe effect of processing crushed hard metal particles with a solution of ammonium hydroxide (NH 4 OH) on the quality of the resulting composite material Состав флюсаFlux composition Соотношение компонентов, %The ratio of components,% Концентрация NH4OH, %The concentration of NH 4 OH,% Пористость композиционного материала, %The porosity of the composite material,% Коррозионная стойкость соединяемых материаловCorrosion Resistance of Joining Materials % сплошности границы соединения% continuity of the boundary of the connection 1 прототип1 prototype Бура - 50 Борная кислота - 50Borax - 50 Boric acid - 50 2727 Корродируют компоненты композиции, образуется кант вокруг дробленой частицы твердого сплаваThe components of the composition are corroded, a edging is formed around the crushed solid alloy particle 70,470,4 2 аналог (пат.№2262430)2 analogue (US Pat. No. 2262430) Фтористый аммоний - 4 Борная кислота - 35 Бура -остальноеAmmonium fluoride - 4 Boric acid - 35 Borax - the rest 20twenty Корродирует припой - связка композиционного материала в пруткеCorrosion solder - a bunch of composite material in a bar 8484 3 аналог (пат.№2262430)3 analogue (US Pat. No. 2262430) Фтористый аммоний - 13 Борная кислота - 29 Бура -остальноеAmmonium fluoride - 13 Boric acid - 29 Borax - the rest 20twenty Корродирует припой - связка в композиционном материале, окисляется поверхность твердо сплавной частицыCorrosion solder - a binder in the composite material, the surface of the hard alloy particle is oxidized 8080 4 предлагаемый4 offered Фтористый аммоний - 13 Борная кислота - 29 Бура -остальноеAmmonium fluoride - 13 Boric acid - 29 Borax - the rest 1010 1717 Не корродирует ни связка -припой, ни дробленые твердосплавные сплавные частицы в композицииNeither solder binder nor crushed carbide alloy particles in the composition corrode 9191 5 предлагаемый5 offered Фтористый аммоний - 4 Борная кислота - 35
Бура - остальное
Ammonium fluoride - 4 Boric acid - 35
Borax - rest
2525 55 Не корродирует ни связка - припой, ни дробленые твердосплавные сплавные частицы в композицииNo ligament corrodes - solder, nor crushed carbide alloy particles in the composition 9595
6 предлагаемый6 offered Борная кислота - 50 Бура - 50Boric acid - 50 Borax - 50 1010 16,416,4 Не корродирует композиционный материал (пруток)Does not corrode composite material (bar) 92,492.4 7 предлагаемый7 offered Борная кислота - 50 Бура - 50Boric acid - 50 Borax - 50 2525 18,618.6 Не корродирует композиционный материал (пруток)Does not corrode composite material (bar) 90,190.1

Claims (1)

Способ изготовления прутка из твердосплавного композиционного материала для напайки на поверхность режущего инструмента, включающий дробление частиц твердого сплава, селекционирование дробленых частиц, очистку поверхности, нарезание припоя на кусочки заданного размера, взвешивание компонентов, размещение их в форме равномерно по всей длине, покрытие полученной шихты флюсом, помещение формы с содержимым в ней в печь, выдержку в печи до расплавления припоя и получение композиционного материала в виде прутка, содержащего в качестве наполнителя дробленные частицы твердого сплава, а в качестве связки - припой на основе меди, отличающийся тем, что очистку поверхности частиц твердого сплава проводят иммерсионным смачиванием частиц раствором гидрата окиси аммония в прозрачной закрытой цилиндрической емкости при импульсном движении ее в направлении, перпендикулярном направляющей цилиндра, при этом по мере загрязнения раствор заменяют на чистый, и процесс проводят до тех пор, пока очередная порция раствора гидрата окиси аммония визуально не останется прозрачной, а поверхность частиц не посветлеет, затем частицы твердого сплава извлекают из емкости, помещают на открытоячеистую подложку с размером ячеек, меньшим, чем минимальный размер частиц и высушивают на воздухе до испарения раствора с открытой поверхности частиц, а для покрытия шихты используют флюс, содержащий соединения бора или соединения бора и фтористый аммоний. A method of manufacturing a bar from a carbide composite material for soldering onto the surface of a cutting tool, including crushing particles of a hard alloy, selecting crushed particles, cleaning the surface, cutting solder into pieces of a given size, weighing the components, placing them uniformly over the entire length, coating the resulting mixture with flux , placing the form with the contents in it in the furnace, holding in the furnace until the solder melts and obtaining a composite material in the form of a rod containing crusher particles are crushed hard alloy particles, and as a binder - solder based on copper, characterized in that the surface cleaning of the particles of the hard alloy is carried out by immersion wetting of the particles with a solution of ammonium hydroxide in a transparent closed cylindrical container with pulsed movement in the direction perpendicular to the cylinder guide, this, as the solution becomes contaminated, the solution is replaced with a clean one, and the process is carried out until the next portion of the solution of ammonium oxide hydrate visually remains transparent and the surface the particles do not brighten, then the hard alloy particles are removed from the container, placed on an open-cell substrate with a mesh size smaller than the minimum particle size and dried in air until the solution evaporates from the open surface of the particles, and a flux containing boron compounds or boron compounds and ammonium fluoride.
RU2006135903/02A 2006-10-10 2006-10-10 Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool RU2347000C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135903/02A RU2347000C2 (en) 2006-10-10 2006-10-10 Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135903/02A RU2347000C2 (en) 2006-10-10 2006-10-10 Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006135903A RU2006135903A (en) 2008-04-20
RU2347000C2 true RU2347000C2 (en) 2009-02-20

Family

ID=39453655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006135903/02A RU2347000C2 (en) 2006-10-10 2006-10-10 Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2347000C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАСАНОВ А.П. Аварийно-восстановительные работы в нефтяных и газовых скважинах. - М.: Недра, 1987, с.115. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006135903A (en) 2008-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1180132C (en) Method of mfg. aluminium product
ES2218756T3 (en) BINDER FOR ABRASION TOOLS.
CN111926340A (en) Cleaning method for 3D printing titanium and titanium alloy
CN106702411B (en) Method for cleaning carbon deposit on metal surface by using pulse laser
AU2014397782A1 (en) Foundry mixture for casting and cleaning metal parts
CN113825578A (en) Method for producing a metal component
RU2347000C2 (en) Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool
CN100464914C (en) Metal fiber polyporous material subsequent processing method
WO1998008654A1 (en) Removable bond for abrasive tool
GB2551755B (en) A method of manufacturing granules having a layer of metallic particles surrounding a salt core
US4441930A (en) Process for removal of sand mold residues from cast parts
US3275560A (en) Metal cleaning paste
JP6499998B2 (en) Method for forming surface layer of molten metal processing member
WO2005023971A1 (en) Cleaning composition
RU2260503C1 (en) Method of application of coating by surface welding of solder on structural steel surface
JP2007015889A (en) Carbon material and its machining method
CN112238276A (en) Production process of brazed diamond tool
CN104708233A (en) No-clean flux suitable for copper-aluminum soldering and preparation method thereof
EP0049207B1 (en) Process for machining the surface of a nickel base superalloy workpiece
CN1017880B (en) Processing method for polymorphic diamond compound blade before welding
RU2171317C1 (en) Paste for treating surface of stainless steel
KR20130111758A (en) Method for manufacturing diamond coated wire saw
US20230159769A1 (en) Methods of oil spill removal with a formulation and methods of manufacturing the formulation
CN106607769A (en) Brazing superhard grinding material tool manufacturing method based on protective coating
CN108251844B (en) Bright treatment liquid for magnesium alloy die castings

Legal Events

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

Effective date: 20181011