RU2532776C1 - Твердый сплав на основе вольфрама (варианты) - Google Patents
Твердый сплав на основе вольфрама (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532776C1 RU2532776C1 RU2013128403/02A RU2013128403A RU2532776C1 RU 2532776 C1 RU2532776 C1 RU 2532776C1 RU 2013128403/02 A RU2013128403/02 A RU 2013128403/02A RU 2013128403 A RU2013128403 A RU 2013128403A RU 2532776 C1 RU2532776 C1 RU 2532776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tungsten
- carbide
- alloy
- cobalt
- molybdenum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам на основе карбида вольфрама. Может использоваться при обработке материалов резанием. Твердый сплав содержит, вес.%: вольфрам 78,0-80,2, углерод 5,6-5,8, молибден 5,7-7,0, кобальт 8,0-8,4 или вольфрам 77,0-78,5, углерод 7,0-7,2, молибден 2,9-3,2, кобальт 8,1-8,4, титан 3,5-3,8. Обеспечивается повышение коэффициента стойкости и сохранение механических свойств сплава при его удешевлении. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам на основе карбида вольфрама, используемым для обработки материалов резанием.
Известны сплавы на основе карбида вольфрама, модифицированного карбидами, нитридами, боридами, оксидами тугоплавких элементов с кобальтовой связкой (Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. - М.: Металлургия, 1976.-264 с. Киффер Р., Шварцкопф П. Твердые сплавы.- М.: Металлургия. 1957.- 664 с.).
Известен твердый сплав на основе карбида вольфрама, содержащий 3-20% вес. кобальта (патент DЕ №2442389, В 22 F 1/00, С22 С1/10, С 22 С 1/05,1977 г.).
Известен твердый сплав на основе карбида вольфрама, содержащий Ti, Zr, Hf, W и углерода С мелкозернистой структуры с образованием карбидных эвтектик Ti-W-С, Zr-W-С, Hf- W-С. В качестве вспомогательного металла используются металлы группы железа и их сплавы, а также Mn и Сu. Для повышения вязкости и прочности используется Ni или сплав Ni-Fe..). Наибольшую стойкость показал сплав Ti-W-C в соотношении компонентов 23-52-25 ат.% (патент DЕ №20084961, С22 С29/00).
Известен твердый карбидный материал, состоящий из одного или нескольких карбидов или смеси карбидов металлов Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo и (или)W, а также металлических компонентов, состоящих из Ni, Ti, Al и Fe, Со и Cr или Nb, Ta, Мо, W и V (патент DE №2407410, C22C 32, 1974 г.).
Состав является достаточно сложным и дорогостоящим.
Известен твердосплавный композиционный материала (патент RU №2203340, C22 C 29/08, B22F 3/12, 2001 г.), включающий карбид вольфрама, кобальт, медь и ортофосфорную кислоту при следующих соотношениях компонентов: 30-40% (вес.) Cu, 0,6-6,0 (вес.)%, H3PO4 и WC-Co - остальное.
При получении сплава используется агрессивная ортофосфорная кислота.
Наиболее близким по выполнению является твердый сплав на основе карбида вольфрама, содержащий молибден и углерод (WХMoYCZ) и до 10% кобальта (Панов В.С., Чувилин А.М., Фальковский В.А. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. - М.:МИСИС, 2004.- с.283). В таблице 1 приводятся характеристики этого твердого сплава WХMoYCZ с содержанием 10% кобальта.
Таблица 1
№ п/п |
Состав твердых сплавов | HRA | σИ, МПа | Плотность, г/см3 | Коэффициент увеличения стойкости относительно | |
ВК8 | ВК10М | |||||
1 | W0,8Mo0,2C0,97 | 90,0 | 1565 | 13,44-13,48 | 1,5 | 1,5 |
2 | W0,5Mo0,5C0,95 | 89,5 | 1685 | 13,4-13,45 | 0,9 | 1,0 |
3 | W0,3Mo0,7C0,96 | 90,0 | 1600 | 13,42-13,5 | 1,0 | 0,9 |
Как видно из таблицы 1, с увеличением содержания Мо в карбидной фазе более 20 ат.% стойкость инструмента снижается, хотя и растет прочность сплава.
В таблице 2 приведены атомные доли (%, ат.) и массовые доли (%, масс.) элементов в сплаве WХMoYCZ с содержанием 10% кобальта.
Таблица 2
Элемент | Атомная масса |
%, ат. /масс. | ||
W0,8Mo0,2C0,97 | W0,5Mo0,5C0,95 | W0,3Mo0,7C0,96 | ||
W | 183,85 | 147,1/82,7 | 91,93/61,1 | 55,16/41,2 |
Mo | 95,94 | 19,2/10,8 | 47,97/30,5 | 67,16/50,2 |
C | 12,01 | 11,8/6,55 | 11,40/7,57 | 11,52/8,6 |
Σ171,1 | Σ151,3 | Σ133,9 |
Из таблицы 1 и 2 видно, что в сплаве, обеспечивающем максимальное повышение стойкости в 1,5 раза, содержится молибдена 10,8%, вольфрама 82,7%, углерода 6,55%.
Недостатком сплава является достаточно высокое содержание молибдена, а также сложность технологического процесса его получения, включающего использование в качестве исходного сырья оксидов вольфрама и молибдена с последующим их восстановлением до металлических фаз и дальнейшее формирование твердого сплава по стандартной (известной) технологии.
Техническим результатом является удешевление твердого сплава при сохранении его механических свойств.
Технический результат достигается тем, что твердый сплав на основе карбида вольфрама содержит компоненты при следующем их соотношении, вес.%: W=78,0-80,2 C=5,6-5,8, Mo=5,7-7,0, Co=8,0-8,4
Технический результат достигается также тем, что твердый сплав на основе карбида вольфрама содержит компоненты при следующем их соотношении, вес.%: W=77,0-78,5, C=7,0-7,2, Mo=2,9-3,2, Co=8,1-8,4, Ti=3,5-3,8.
Способ получения твердого сплав заключается в спекании порошков металлов, формирующих карбидную фазу, в два этапа.
На первом этапе проводится составление смесей для карбидизации сложнолегированных (модифицированных) карбидов (W,Mo)C и (W,Ti, Mo)C, мокрый размол твердосплавной смеси в шаровых мельницах, сушка и просев твердосплавной смеси, карбидизация в графитовых лодочках при свободной засыпке смеси при скорости продвижки 16,7 мм/мин и температурах 1540°С (для карбида вольфрама (W,Mo)C) и 2200°С (для карбида вольфрама (W,Ti, Mo)C); сухой размол модифицированных карбидов в шаровой мельнице и просев твердосплавной смеси.
На втором этапе производится составление смеси (шихты) сложнолегированных карбидов и кобальтовой связки, мокрый размол полученной смеси, сушка и просев; полученная смесь пластифицируется составом растворенного в бензине каучука, прессуются твердосплавные изделия, а затем спекаются в муфельной электропечи в атмосфере водорода, в корраксе, содержащем 1% углерода.
По этой технологии получены твердые сплавы, которые испытаны при продольном точении чугуна СЧ25 резцами с механическим креплением пластины формы 0227 на режимах, рекомендуемых ВНИИТСом [СТП 19.0-6-88. Сплавы твердые порошковые и керамике. Изделия для режущего инструмента. Методика испытания режущих свойств. - М.:ВНИИТС, 1988 г.]. Результаты приведены в табл.3, где в графах 7-11 в числителе приведены значения для температуры спекания 1420°С, в знаменателе - для температуры 1540°С.
Как видно из таблицы 3, при содержании молибдена в сплаве в количестве до 7% (против 10-50% в прототипе) сплав имеет достаточно высокие механические характеристики (твердость HRA=90,9; предел прочности на изгиб σИ=1729 МПа; плотность ρ=13,85 г/см3). Кроме того, предлагаемый сплав имеет более высокий коэффициент стойкости, чем стандартный однокарбидный твердый сплав ВК8
Таблица 3
№ п/п |
Состав смеси, % (масс.) | Физико-механические свойства твердых сплавов | Коэффициент стойкости | |||||||
Модифицируемый карбид, % (масс.) | Связка, % | HRA | σИ, МПа | ρ, г/см3 | Коэрц. сила, Э | |||||
Химический состав, % |
||||||||||
W | C | Ti | Mo | Со | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
1 | 79,22 | 5,6 | - | 6,88 | 8,3 |
|
|
|
|
|
2 | 77,68 | 7,14 | 3,76 | 3,12 | 8,3 |
|
|
|
|
|
Требования ТУ | ВК8 | 8 | ≥88 | ≥1700 | 14,5-14,8 | 100-180 | ≥1,0 |
Claims (2)
1.Твердый сплав на основе вольфрама, характеризующийся тем, что он содержит углерод, молибден и кобальт при следующем соотношении компонентов, вес.%:
вольфрам 78,0-80,2
углерод 5,6-5,8
молибден 5,7-7,0
кобальт 8,0-8,4
2. Твердый сплав на основе вольфрама, характеризующийся тем, что содержит углерод, молибден, титан и кобальт при следующем соотношении компонентов, вес.%:
вольфрам 77,0-78,5
углерод 7,0-7,2
молибден 2,9-3,2
кобальт 8,1-8,4
титан 3,5-3,8
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128403/02A RU2532776C1 (ru) | 2013-06-21 | 2013-06-21 | Твердый сплав на основе вольфрама (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128403/02A RU2532776C1 (ru) | 2013-06-21 | 2013-06-21 | Твердый сплав на основе вольфрама (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2532776C1 true RU2532776C1 (ru) | 2014-11-10 |
Family
ID=53382487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013128403/02A RU2532776C1 (ru) | 2013-06-21 | 2013-06-21 | Твердый сплав на основе вольфрама (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2532776C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761020C2 (ru) * | 2017-05-11 | 2021-12-02 | Хиперион Матириалз Энд Текнолоджиз (Свиден) Аб | Композиция из борокарбида вольфрама и железа для применения в целях защиты от ядерного излучения |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU58706A1 (ru) * | 1939-02-03 | 1940-11-30 | Г.А. Меерсон | Способ изготовлени шихты дл металлокерамических твердых сплавов |
RU2332482C1 (ru) * | 2006-12-12 | 2008-08-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама |
-
2013
- 2013-06-21 RU RU2013128403/02A patent/RU2532776C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU58706A1 (ru) * | 1939-02-03 | 1940-11-30 | Г.А. Меерсон | Способ изготовлени шихты дл металлокерамических твердых сплавов |
RU2332482C1 (ru) * | 2006-12-12 | 2008-08-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПАНОВ В.С. и др. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. М.: МИСИС, 2004. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761020C2 (ru) * | 2017-05-11 | 2021-12-02 | Хиперион Матириалз Энд Текнолоджиз (Свиден) Аб | Композиция из борокарбида вольфрама и железа для применения в целях защиты от ядерного излучения |
US11279991B2 (en) | 2017-05-11 | 2022-03-22 | Hyperion Materials & Technologies (Sweden) Ab | Iron tungsten borocarbide body for nuclear shielding applications |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100976731B1 (ko) | 초고경도 복합 물질 및 그 제조 방법 | |
US11207730B2 (en) | FeNi binder having universal usability | |
Sun et al. | VC, Cr3C2 doped ultrafine WC–Co cemented carbides prepared by spark plasma sintering | |
JP4403286B2 (ja) | 超硬合金工具材料、およびその製造方法 | |
Su et al. | Effects of Ni on the microstructures and properties of WC–6Co cemented carbides fabricated by WC–6 (Co, Ni) composite powders | |
JP5863329B2 (ja) | 超硬合金及びその製造方法 | |
CA2454098A1 (en) | Hardmetal compositions with novel binder compositions | |
KR20110079901A (ko) | 텅스텐 카바이드를 주성분으로 하는 초경합금 제작용의 몰리브덴 함유 금속 분말 | |
JPWO2010008004A1 (ja) | 硬質粉末、硬質粉末の製造方法および焼結硬質合金 | |
Raihanuzzaman et al. | Conventional sintering of WC with nano-sized Co binder: Characterization and mechanical behavior | |
Kwon et al. | Highly toughened dense TiC–Ni composite by in situ decomposition of (Ti, Ni) C solid solution | |
Balouchi et al. | Developing (W, Ti) C-(Ni, Co) nanocomposite by SHS method | |
JP6259978B2 (ja) | Ni基金属間化合物焼結体およびその製造方法 | |
RU2532776C1 (ru) | Твердый сплав на основе вольфрама (варианты) | |
JP2009203544A (ja) | 硬質合金材料、製造方法、工具および耐摩耗部材 | |
Lin et al. | Influence of copper content on the microstructure and hardness of copper-doped tungsten carbide–cobalt bulk at the elevated temperature | |
JP6615108B2 (ja) | 高温耐酸化性のレアメタルフリー硬質焼結体およびその製造方法 | |
CN104388717A (zh) | 一种添加稀土元素快速制备梯度硬质合金的方法 | |
RU2531332C2 (ru) | Твердый сплав на основе карбида вольфрама (варианты) | |
JP2004263251A (ja) | 7a族元素含有超硬合金 | |
JP5771853B2 (ja) | WC基W−Mo−Si−C系複合セラミックス及びその製造方法 | |
JP2022504253A (ja) | 靭性向上のための微細構造を有する硬質金属 | |
JP2019123903A (ja) | 高熱伝導性を有する耐熱性wc基複合材料およびその製造方法 | |
Lamim et al. | Use of Ti in hard metal alloys–Part I: structural and microstructural analysis | |
JP4413022B2 (ja) | 複合酸化物分散焼結合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190622 |