RU2515409C2 - Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин - Google Patents
Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515409C2 RU2515409C2 RU2012128598/02A RU2012128598A RU2515409C2 RU 2515409 C2 RU2515409 C2 RU 2515409C2 RU 2012128598/02 A RU2012128598/02 A RU 2012128598/02A RU 2012128598 A RU2012128598 A RU 2012128598A RU 2515409 C2 RU2515409 C2 RU 2515409C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode material
- powder
- alloying
- powders
- machine parts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится области порошковой металлургии, в частности к шихте электродного материала для электроискрового легирования деталей машин. Шихта содержит порошок карбида вольфрама и карбид титана. Порошок получен электродиспергированием отходов твердого сплава марки Т15К6 в керосине и имеет средний размер частиц 3-100 нм. В результате режущий инструмент, полученный электроискровым легированием этой шихтой, обладает высокой стойкостью при обработке им деталей. 4 пр., 4 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для создания износостойких покрытий на деталях электроискровым легированием в условиях массового, серийного и единичного производства.
Состав шихты электродного материала для электроискрового легирования деталей, подверженных абразивному износу, состоит из порошков на основе карбида вольфрама. Свойства покрытий деталей машин, подверженных интенсивному изнашиванию, зависят прежде всего от твердости высокотвердых составляющих и от свойств матрицы [1].
Недостатком этого состава шихты электродного материала для электроискрового легирования является то, что износостойкость покрытий относительно невысока.
Результаты теоретических и практических изысканий [2] показывают, что значительное повышение износостойкости покрытий достигается при использовании порошков, в структуре которых содержатся нанодисперсные карбиды высокотвердые составляющие. Недостатки состава:
1. Получение таких порошков как в лабораторных условиях,
так и в промышленных трудоемко и дорого.
2. Неоднородность порошка по составу, наличие примесей. Задача предлагаемого изобретения состоит в удешевлении и улучшении качественного состава шихты электродного материала для электроискрового легирования.
Поставленная задача решается тем, что шихта электродного материала для электроискрового легирования представляет собой твердосплавный порошок, который является продуктом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) отходов твердого сплава марки Т15К6 в керосине со средним размером частиц 3-100 нм.
Технологическая установка для получения порошков из отходов твердых сплавов состоит из источника питания искровыми разрядами, реактора и системы управления. В реакторе между электродами находятся гранулы - куски сплава произвольной формы и размеров. Электроды изготавливаются из диспергируемого материала. Межэлектродный промежуток заполняется керосином так, что слой гранул погружен в эту жидкость.
Соприкасаясь, гранулы образуют множество электрических контактов, соединенных в межэлектродном промежутке последовательно-параллельно. Один разрядный импульс между электродами вызывает в слое гранул, погруженных рабочую жидкость, искрение во многих местах. В местах контакта материал гранул может быть не только расплавлен, но и доведен до более высоких температур, при которых возможно испарение и взрывное удаление материала. При этом частицы вещества отрываются от поверхности гранул и мгновенно охлаждаются жидкостью. В результате электрической эрозии возникают частицы преимущественно сферической формы.
Пример 1
На установке (Пат. РФ 2449859, МПК C22F 9/14, С23Н 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов [Текст] /Агеев Е.В. и [др.]; заявитель и потентообладатель Юго-Зап. гос. ун-т. - №2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. №13) диспергировали твердый сплав марки Т15К6 в керосине при следующих режимах: напряжение на электродах U=100 В и емкость разрядных конденсаторов С=2,5 мкФ.
Полученные порошки из отходов твердого сплава марки Т15К6, содержащего 6% кобальта, 15% карбида титана и 79% карбида вольфрама, обладают хорошей текучестью и имеют в основном сферическую и эллиптическую форму. В своей структуре эти порошки содержат высокотвердые фазы - карбиды α-WC, W2C и TiC и химический состав, представленный в табл.1.
| Таблица 1 | |||||
| Химический состав порошков, полученных из отходов Т15К6 % масс. (остальное W) |
|||||
| Марка сплава | Способ получения | Со | Собщ | Ссвоб | TiC |
| Т15К6 | ЭЭД в керосине | 5,4 | 9,5 | 6,21 | 5,1 |
| По ГОСТ 882-74 | 6,0 | 5,95 | 0,15 | 15 | |
После получения порошка на установке отгоняют нанодисперсную фракцию на центрифуге и его очищают от керосина бензином, а затем прокаливают в течение 20 минут в печи при 200°С. Полученный таким образом порошок со средним размером частиц 3-100 нм используется для получения электродного материала.
Электродный материал получали спеканием при следующих условиях:
- объемное холодное прессованием при давлении 400 МПа;
- спекание в среде водорода при температуре 1500°С.
Далее осуществлялось электроискровое легирование передней режущей поверхности сверл диаметром 12 мм ГОСТ 10903-78 на установке UR-121.
Испытания проводились согласно ГОСТ 2034-80 - «Сверла спиральные. Технические условия», оборудование - станок радиально-сверлильный 2М55, материал заготовки - сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Фактическая стойкость до первой переточки сверла с электроискровым легированием составляет 17,6 мин до первой переточки, а без электроискрового легирования - 4,3 мин.
Пример 2
На установке (Пат. РФ 2449859, МПК C22F 9/14, С23Н 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов [Текст] / Агеев Е.В. и [др.]; заявитель и потентообладатель Юго-Зап. гос. ун-т. - №2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. №13) диспергировали твердый сплав марки Т15К6 в дистиллированной воде при следующих режимах: напряжение на электродах U=120 В и емкость разрядных конденсаторов С=5 мкФ.
Полученные порошки из отходов твердого сплава марки Т15К6, содержащего 6% кобальта, 15% карбида титана и 79% карбида вольфрама, обладают хорошей текучестью и имеют в основном сферическую и эллиптическую форму. В своей структуре эти порошки содержат высокотвердые фазы - карбиды W2C и TiC и химический состав, представленный в табл.2.
| Таблица 2 | |||||
| Химический состав порошков, полученных из отходов Т15К6% масс. (остальное W) |
|||||
| Марка сплава | Способ получения | Со | Собщ | Ссвоб | TiC |
| Т15К6 | ЭЭД в воде | 4,5 | 3,12 | 0,471 | 7,6 |
| По ГОСТ 882-74 | 6,0 | 5,95 | 0,15 | 15 | |
После получения порошка на установке отгоняют нанодисперсную фракцию на центрифуге и его очищают от оксидов 10-% НСl, а затем прокаливают в течение 20 минут в печи при 200°С.Полученный таким образом порошок со средним размером частиц 3-100 нм используется для получения электродного материала.
Электродный материал получали спеканием при следующих условиях:
- объемное холодное прессованием при давлении 400 МПа;
- спекание в среде водорода при температуре 1500°С.
Далее осуществлялось электроискровое легирование передней режущей поверхности сверл диаметром 12 мм ГОСТ 10903-78 на установке UR-121.
Испытания проводились согласно ГОСТ 2034-80 «Сверла спиральные. Технические условия», оборудование - станок радиально-сверлильный 2М55, материал заготовки - сталь 45 ГОСТ 1050-88. Фактическая стойкость до первой переточки сверла с электроискровым легированием составляет 16,8 мин до первой переточки, а без электроискрового легирования - 4,3 мин.
Пример 3
На установке (Пат. РФ 2449859, МПК C22F 9/14, С23Н 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов [Текст] / Агеев Е.В. и [др.]; заявитель и потентообладатель Юго-Зап. гос. ун-т.- №2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. №13) диспергировали твердый сплав марки ВК8 в керосине при следующих режимах: напряжение на электродах U=100 В и емкость разрядных конденсаторов С=2,5 мкФ.
Полученные порошки из отходов твердого сплава марки ВК8, содержащего 8% кобальта и 92% карбида вольфрама, обладают хорошей текучестью и имеют в основном сферическую и эллиптическую форму. В своей структуре эти порошки содержат высокотвердые фазы - карбиды α-WC и W2C и химический состав, представленный в табл.3.
| Таблица 3 | ||||
| Химический состав порошков, полученных из отходов ВК8% масс. (остальное W) | ||||
| Марка сплава | Способ получения | Со | Собщ | Ссвоб |
| ВК8 | ЭЭД в керосине | 8,32 | 5,89 | 2,13 |
| По ТУ 49-19-10.4-73 | 6,0 | 5,95 | 0,15 | |
После получения порошка на установке отгоняют нанодисперсную фракцию на центрифуге и его очищают от керосина бензином, а затем прокаливают в течение 20 минут в печи при 200°С. Полученный таким образом порошок со средним размером частиц 3-100 нм используется для получения электродного материала.
Электродный материал получали спеканием при следующих условиях:
- объемное холодное прессованием при давлении 400 МПа;
- спекание в среде водорода при температуре 1500°С.
Далее осуществлялось электроискровое легирование передней режущей поверхности сверл диаметром 12 мм ГОСТ 10903-78 на установке UR-121.
Испытания проводились согласно ГОСТ 2034-80 - «Сверла спиральные. Технические условия», оборудование - станок радиально-сверлильный 2М55, материал заготовки - сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Фактическая стойкость до первой переточки сверла с электроискровым легированием составляет 14,3 мин до первой переточки, а без электроискрового легирования - 4,3 мин.
Пример 4
На установке (Пат. РФ 2449859, МПК C22F 9/14, С23Н 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов [Текст] / Агеев Е.В. и [др.]; заявитель и потентообладатель Юго-Зап. гос. ун-т. - №2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. №13) диспергировали твердый сплав марки ВК8 в дистиллированной воде при следующих режимах: напряжение на электродах U=120 В и емкость разрядных конденсаторов С=5 мкФ.
Полученные порошки из отходов твердого сплава марки ВК8, содержащего 8% кобальта и 92% карбида вольфрама, обладают хорошей текучестью и имеют в основном сферическую и эллиптическую форму. В своей структуре эти порошки содержат высокотвердые фазы - карбиды α-WC и W2C и химический состав, представленный в табл.4.
| Таблица 4 | |||||
| Химический состав порошков, полученных из отходов ВК8% масс. (остальное W) |
|||||
| Марка сплава | Способ получения | Со | Собщ | Ссвоб | O2 |
| ВК8 | ЭЭД в воде | 7,32 | 2,93 | 0,15 | 1,24 |
| По ТУ 49-19-10.4-73 | 7,8-8,6 | 5,7-5,95 | 0,1 | 0,5 | |
После получения порошка на установке отгоняют нанодисперсную фракцию на центрифуге и его очищают от оксидов 10-% НСl, а затем прокаливают в течение 20 минут в печи при 200°С. Полученный таким образом порошок со средним размером частиц 3-100 нм используется для получения электродного материала.
Электродный материал получали спеканием при следующих условиях:
- объемное холодное прессованием при давлении 400 МПа;
- спекание в среде водорода при температуре 1500°С.
Далее осуществлялось электроискровое легирование передней режущей поверхности сверл диаметром 12 мм ГОСТ 10903-78 на установке UR-121.
Испытания проводились согласно ГОСТ 2034-80 «Сверла спиральные. Технические условия», оборудование - станок радиально-сверлильный 2М55, материал заготовки - сталь 45 ГОСТ 1050-88. Фактическая стойкость до первой переточки сверла с электроискровым легированием составляет 12,4 мин до первой переточки, а без электроискрового легирования - 4,3 мин.
Таким образом, использование твердосплавного порошка, который является продуктом электроэрозионного диспергирования отходов твердого сплава со средним размером частиц 3-100 нм в качестве шихты электродного материала для электроискрового легирования позволяет повысить стойкость режущего инструмента в среднем в 4 раза при минимальных затратах на электродный материал.
Источники информации
1. Вайнемар А.Е. Плазменная наплавка металлов [Текст] / Шоршоров М.Х., Веселков В.Д., Новосадов B.C. - М.: Машиностроение, 1969. - 192 с.
2. Химухин С.Н. Разработка научных основ формирования измененного слоя на металлах и сплавах с заданными свойствами при низковольтной электроискровой обработке [Текст]: автореф. дисс.… канд. техн. наук / Химухин С.Н. - Комсомольск-на-Амуре, 2009. - 40 с.
Claims (1)
- Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин, содержащая порошок карбида вольфрама и карбид титана, отличающийся тем, что упомянутый порошок получен электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава марки Т15К6 в керосине и имеет средний размер частиц 3-100 нм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128598/02A RU2515409C2 (ru) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128598/02A RU2515409C2 (ru) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012128598A RU2012128598A (ru) | 2014-01-10 |
| RU2515409C2 true RU2515409C2 (ru) | 2014-05-10 |
Family
ID=49884313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012128598/02A RU2515409C2 (ru) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2515409C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190043U1 (ru) * | 2019-04-10 | 2019-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" (ООО "Сфера") | Электрод из твердого сплава для электроискрового легирования |
| RU2784147C1 (ru) * | 2022-09-05 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т5К10 в воде дистиллированной. |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU956153A1 (ru) * | 1980-06-24 | 1982-09-07 | Научно-производственное объединение "Тулачермет" | Установка дл получени порошков электроэрозионным способом |
| US6030472A (en) * | 1997-12-04 | 2000-02-29 | Philip Morris Incorporated | Method of manufacturing aluminide sheet by thermomechanical processing of aluminide powders |
| US6672922B2 (en) * | 2000-08-18 | 2004-01-06 | Tdk Corporation | Composite substrate preparing method, composite substrate, and EL device |
| WO2008065539A2 (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Production method for nanocomposite magnet |
| RU2449859C2 (ru) * | 2010-02-08 | 2012-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов |
-
2012
- 2012-07-05 RU RU2012128598/02A patent/RU2515409C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU956153A1 (ru) * | 1980-06-24 | 1982-09-07 | Научно-производственное объединение "Тулачермет" | Установка дл получени порошков электроэрозионным способом |
| US6030472A (en) * | 1997-12-04 | 2000-02-29 | Philip Morris Incorporated | Method of manufacturing aluminide sheet by thermomechanical processing of aluminide powders |
| US6672922B2 (en) * | 2000-08-18 | 2004-01-06 | Tdk Corporation | Composite substrate preparing method, composite substrate, and EL device |
| WO2008065539A2 (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Production method for nanocomposite magnet |
| RU2449859C2 (ru) * | 2010-02-08 | 2012-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190043U1 (ru) * | 2019-04-10 | 2019-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" (ООО "Сфера") | Электрод из твердого сплава для электроискрового легирования |
| RU2784147C1 (ru) * | 2022-09-05 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т5К10 в воде дистиллированной. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012128598A (ru) | 2014-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marashi et al. | Employing Ti nano-powder dielectric to enhance surface characteristics in electrical discharge machining of AISI D2 steel | |
| Patowari et al. | Surface integrity of C-40 steel processed with WC-Cu powder metallurgy green compact tools in EDM | |
| Kolli et al. | Effect of boron carbide powder mixed into dielectric fluid on electrical discharge machining of titanium alloy | |
| Rathi et al. | Study on effect of powder mixed dielectric in EDM of Inconel 718 | |
| Nahak et al. | A review on optimization of machining performances and recent developments in electro discharge machining | |
| Izman et al. | Effects of adding multiwalled carbon nanotube into dielectric when EDMing titanium alloy | |
| Ageev et al. | Investigation of the elemental composition of the WNF-95 sintered powder alloy obtained by the electroerosive dispersion of waste in a carbon-containing liquid | |
| Leppert | A review on ecological and health impacts of electro discharge machining (EDM) | |
| Raihanuzzaman et al. | Conventional sintering of WC with nano-sized Co binder: Characterization and mechanical behavior | |
| Kumar et al. | Surface modification on OHNS steel using Cu-CrB2 green compact electrode in EDM | |
| Yaşar et al. | Ti-6Al-4V surfaces in SiC powder mixed electrical discharge machining | |
| Yap et al. | Surface modification of tungsten carbide cobalt by electrical discharge coating with quarry dust powder: an optimisation study | |
| Walia et al. | Development and performance evaluation of sintered tool tip while EDMing of hardened steel | |
| Khedkar et al. | Material migration and surface improvement of OHNS die steel material by EDM method using tungsten powder-mixed dielectric | |
| RU2515409C2 (ru) | Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин | |
| Sizonenko et al. | Effect of high-voltage discharge on the particle size of hard alloy powders | |
| Elaiyarasan et al. | Microstructure study on electro discharge deposited magnesium alloy with semi sintered and sintered electrode | |
| Raut et al. | A review on optimization of machining parameters in EDM | |
| Senthilkumar et al. | Performance analysis of Cu-B4C metal matrix composite as an EDM electrode | |
| Daneshmand et al. | Electrical discharge machining of Al/7.5% Al2O3 MMCs using rotary tool and Al2O3 powder | |
| Khanra et al. | Application of new tool material for electrical discharge machining (EDM) | |
| Khan et al. | Enhancement of machining performance during electrical discharge machining of stainless steel with carbon nanotube powder added dielectric fluid | |
| Surekha et al. | Surface characteristics of EN19 steel materials by EDM using Graphite mixed Dielectric medium | |
| Pillai et al. | Effect of graphene dispersed coconut biodiesel on the Micro ED milling characteristics of Inconel 718 alloy | |
| RU2613240C2 (ru) | Способ получения заготовок вольфрамо-титанового твердого сплава |