шихта твердого сплава на основе карбида вольфрама

Формула изобретения

Шихта твердого сплава на основе карбида вольфрама, содержащая порошки нитрида титана, кобальта и никеля, отличающаяся тем, что она содержит ультрадисперсный порошок нитрида титана с размером частиц 0,01-0,1 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитрид титана 2-12

Кобальт 4-15

Никель 2-6

Карбид вольфрама Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам, используемым для изготовления режущего инструмента и износостойкой технологической оснастки.

Известны спеченные твердые сплавы на основе карбида вольфрама, легированные карбидами металлов 4 и 5 подгрупп Периодической таблицы, с металлической связкой на основе металлов подгруппы железа / В.И.Третьяков. Металлокерамические твердые сплавы. М. Металлургия, 1976, с. 475/, известные под марками ТК и ТТК. Недостатками этих твердых сплавов являются недостаточная механическая прочность, невысокая эксплуатационная стойкость.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является спеченный твердый сплав на основе карбида вольфрама /заявка 452341 Швеция, кл. С 22 С 29/02. Способ получения спеченного изделия из твердого сплава с двумя дисперсными фазами и одной связующей/.

Недостатками подобного спеченного твердого сплава являются сравнительно низкая механическая прочность и низкий коэффициент стойкости при обработке сталей и сплавов резанием.

Сущностью разработки является повышение механической прочности и увеличение стойкости резца при обработке инструментальных и конструкционных сталей и сплавов.

Для этого предлагается шихта для изготовления спеченного твердого сплава на основе карбида вольфрама с цементирующей матрицей на основе кобальта, которая содержит нитрид титана с размером частиц 0,01-0,1 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. карбид вольфрама 68-92; нитрид титана 2-12; кобальт 4-15; никель 2-6.

Ультрадисперсный нитрид титана, вводимый в шихту для изготовления твердого сплава, позволяет добиться уменьшения адгезии режущего инструмента к обрабатываемому материалу, что повышает коэффициент стойкости при резании. Это также способствует снижению размера зерна карбидной фазы и увеличению механической прочности сплава.

Присутствие в составе металл-связки никеля снижает краевой угол смачивания расплавом твердой нитридной компоненты основы сплава, что предопределяет равномерное распределение металл-связки по объему изделия, снижает пористость и также способствует увеличению прочности.

Пример.

Твердый сплав получали путем совместного вибропомола исходных компонентов в течение 60 ч в среде этанола мелющими телами из твердого сплава ВК6, причем нитрид титана, не требующий измельчения, загружается в вибромельницу перед окончанием помола для перемешивания с остальными компонентами. Из высушенной в вакууме и пластифицированной шихты прессовали образцы для физико-механических испытаний, которые спекали в вакууме в течение 30-60 мин при температуре 1400-1450^oС.

В таблице приведены составы шихты для получения предложенного спеченного твердого сплава, а также составы сплавов, выходящие за пределы предложенного соотношения компонентов, и свойства твердых сплавов исследованных составов в сопоставлении со свойствами известного твердого сплава.

Как следует из приведенных в таблице данных, спеченные твердые сплавы в интервале предложенных составов (1-4) обладают в сравнении с известным твердым сплавом (8) более высокой прочностью и коэффициентом стойкости при резании.

При содержании компонентов твердого сплава за пределами предложенного (5-7) прочность и стойкость при резании не превосходят свойств прототипа.