способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых сплавов

Классы МПК:B22F3/24 последующая обработка заготовок или изделий 
C22F3/00 Изменение физической структуры цветных металлов или их сплавов особыми физическими способами, например обработкой нейтронами
Автор(ы):, , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-12-14
публикация патента:

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых для холодной и горячей механической обработки металлов и металлических сплавов, например, резанием. Твердосплавное изделие облучают быстрыми электронами при флюенсах, меньших 1·1012 эл/см2, и проводят стабилизирующий отжиг в интервале температур от 200 до 350 °С. Обеспечивается стабилизация механических характеристик. 5 ил.

способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873

Формула изобретения

Способ обработки твердосплавных изделий, включающий облучение твердосплавного изделия и стабилизирующий отжиг радиационных дефектов, отличающийся тем, что облучение осуществляют быстрыми электронами при флюенсах, меньших 1·1012 эл/см 2, а стабилизирующий отжиг проводят в интервале температур от 200 до 350 °С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам модификации изделий из твердых сплавов, применяемых для холодной и горячей механической обработки металлов и металлических сплавов, например, резанием.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ стабилизации электрических характеристик полупроводниковых приборов после радиационной обработки посредством стабилизирующего отжига [1]. Сущность этого способа состоит в облучении полупроводниковых приборов большими дозами ионизирующего излучения с последующим отжигом радиационных дефектов таким образом, чтобы оставшаяся их часть обеспечивала придание приборам требуемых свойств. К недостаткам способа следует отнести большую длительность процесса облучения и необходимость использования относительно высоких температур отжига.

Предлагаемое изобретение направлено на упрощение способа и применение его к иному классу задач: стабилизации механических характеристик твердосплавных изделий, облученных сравнительно малыми дозами ионизирующей радиации.

Указанный результат достигается тем, что облучение твердосплавных изделий быстрыми электронами ведут флюенсами, меньшими 1012 эл./см2, а стабилизирующий отжиг проводят в интервале температур от 200 до 350 градусов Цельсия.

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:

- использование флюенсов быстрых электронов, меньших 1012 эл/см 2,

- интервал температур стабилизирующего отжига от 200 до 350 градусов Цельсия.

Верхний предел флюенсов используемых в изобретении быстрых электронов определен нами экспериментально при исследовании дозовой зависимости микротвердости облученных образцов твердого сплава ВК8. Интервал температур стабилизирующего отжига определен нами экспериментально в процессе исследований изохронного и изотермического отжигов и последующего старения облученных образцов твердого сплава ВК6.

Сущность заявленного изобретения поясняется нижеследующим описанием.

В качестве метода исследования механических характеристик твердых сплавов использовали измерение микротвердости [2]. Микротвердость является интегральной характеристикой целого ряда механических свойств: предела упругости, модуля упругости, пластичности, прочности и др. [3]. Микротвердость по Виккерсу Hv определяется выражением

способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873

где P - нагрузка, d - диагональ отпечатка, оставляемого на поверхности исследуемого материала алмазной пирамидкой микротвердомера.

Если Р выражено в Г, a d - в микронах, то размерность Hv - кГ/мм2. В микротвердомере ПМТ-3, которым пользовались при измерениях, для получения значений d в микронах разность отсчетов по лимбу прибора способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 необходимо умножить на 0,3. Отсюда получаем удобную расчетную формулу

способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873

которой пользовались при определении Hv.

Поскольку в формулах (1) и (2) в знаменателе стоит квадрат d или способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 , при вычислении Hv относительная погрешность удваивается по сравнению с относительной погрешностью определения d или способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 . Поэтому в дальнейшем на фиг.1-5 приведены значения d eff=способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 .

В ходе исследования дозовой зависимости облученных быстрыми электронами образцов твердого сплава ВК8 обнаружено измерениями на микротвердомере ПМТ-3, что флюенс Ф=1·10 11 эл/см2 обеспечивает максимальное увеличение микротвердости облученных образцов, тогда как при переходе к флюенсу Ф=1·1012 эл/см2 наблюдается резкое падение значений микротвердости (см. табл.1). Поэтому при исследовании стабилизирующего отжига выбрали единое значение флюенса быстрых электронов, равное 1·1011 эл/см 2.

Результаты исследований старения образцов твердого сплава ВК6 после стабилизирующих отжигов представлены на фиг.1-5. На них зависимости способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 как функции от времени старения изображены сплошными толстыми линиями темно-синего цвета. Тонкими линиями малинового цвета изображены значения способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 , где способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 - среднее квадратическое отклонение, тонкими линиями красного цвета - значения способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 . Штриховыми линиями темно-синего цвета, параллельными оси абсцисс, обозначены интервалы значений способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 , способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 после облучения быстрыми электронами до отжигов.

На фиг.1 приведен график способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 от tстар для образца № XII-6, подвергнутого термообработке при Tотж =200°C. Большинство экспериментальных точек способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 лежит в пределах погрешности измерений способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 после электронного облучения, отмеченных пунктирными линиями, параллельными оси абсцисс. Лишь некоторые точки способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 (при tстар=50,65 и 140 дн.) лежат ниже полосы погрешностей, т.е. здесь микротвердость значимо выше, чем после облучения. Таким образом, можно сделать вывод, что изотермический отжиг при 200°C стабилизирует по крайней мере на полгода микротвердость на облученной электронами поверхности образца.

На фиг.2 приведен график способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 от tстар для образца № XII-5, старение которого было исследовано после последней точки изохронного отжига, равной 280°C. Все экспериментальные точки (кроме одной способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 при tстар=67 дн.) лежат внутри полосы погрешностей способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 .

Итак, отжиги как при 200°С, так и при 280°С приводят к требуемым результатам: либо к сохранению значений микротвердости, созданных облучением, либо к увеличению этих значений.

На фиг.3 приведен график способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 от tстар для образца № XII-9, старение которого исследовано после изотермического отжига в вакууме при температуре 350°C. Почти все экспериментальные точки лежат внутри полосы погрешностей способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 .

На фиг.4 приведен график способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 от tстар для образца № XII-7, старение которого исследовано после изотермического отжига в вакууме при 400°C. На графике вначале наблюдается уменьшение способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 (т.е. увеличение Hv), но начиная с tстар =39 дн. происходит существенное увеличение способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 , причем оно выходит за пределы полосы погрешностей способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 .

На фиг.5 приведен график способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 от tстар для образца № XII-8, старение которого исследовано после изотермического отжига в вакууме при 500°C. Ход способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 (tстар) подобен ходу способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 для Т=400°C, но, по-видимому, вследствие больших значений погрешностей, чем на фиг.4, на фиг.5 значения способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 , как правило, лежат внутри полосы погрешностей способ стабилизации механических характеристик изделий из твердых   сплавов, патент № 2525873 .

Итак, можно сделать вывод, что отжиг в интервале температур 200°C-350°C приводит к стабилизации значений микротвердости после электронного облучения, а следовательно, и механических характеристик твердых сплавов.

Источники информации

1. Радиационные методы в твердотельной электронике / Вавилов B.C., Горин В.М., Далинин М.С., Кив А.Е., Муров Ю.Л., Шаховцов В.И. // М.: Радио и связь, 1990. - 184 с.

2. Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов. М.: Металлургия, 1969. - 248 с.

3. Современная кристаллография. М.: Наука, 1981. - Т.4. Физические свойства кристаллов. Гл.2. Урусовская А.А. Механические свойства кристаллов. - С.47-152.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2525873

patent-2525873.pdf

Класс B22F3/24 последующая обработка заготовок или изделий 

способ получения режущего инструмента из карбидсодержащих сплавов вольфрамовой (вк) и титано-вольфрамовой (тк) групп -  патент 2528539 (20.09.2014)
способ улучшения обрабатываемости металлопорошковых сплавов -  патент 2519434 (10.06.2014)
способ повышения физико-механических свойств инструментальных и конструкционных материалов методом объемного импульсного лазерного упрочнения (оилу) -  патент 2517632 (27.05.2014)
способ получения изделий из сложнолегированных порошковых жаропрочных никелевых сплавов -  патент 2516267 (20.05.2014)
способ получения износостойкого антифрикционного самосмазывающегося сплава -  патент 2492964 (20.09.2013)
способ изготовления постоянного магнита и постоянный магнит -  патент 2490745 (20.08.2013)
выполненная с увеличенной вязкостью буровая коронка инструмента для бурения породы и способ увеличения вязкости таких буровых коронок -  патент 2488681 (27.07.2013)
способ термического упрочнения деталей из порошковых материалов на основе железа -  патент 2486030 (27.06.2013)
способ получения деталей газотурбинных двигателей с длительным ресурсом эксплуатации из порошковых никелевых сплавов -  патент 2483835 (10.06.2013)
способ термической обработки спеченных изделий -  патент 2477200 (10.03.2013)

Класс C22F3/00 Изменение физической структуры цветных металлов или их сплавов особыми физическими способами, например обработкой нейтронами

способ получения сплава с нарушенной структурой для аккумуляторов водорода. -  патент 2529339 (27.09.2014)
способ получения лигатуры алюминий-титан-цирконий -  патент 2518041 (10.06.2014)
способ регулирования долговечности изделия из алюминия, работающего в условиях ползучести -  патент 2502825 (27.12.2013)
способ изменения микротвердости изделия из технически чистого алюминия -  патент 2441941 (10.02.2012)
способ управления ползучестью алюминия марки а85 -  патент 2433444 (10.11.2011)
способ упрочняющей обработки аморфных сплавов на основе железа -  патент 2422553 (27.06.2011)
чушка из сплава и способ получения чушек -  патент 2421297 (20.06.2011)
способ направленного затвердевания залитого в форму металла -  патент 2392092 (20.06.2010)
способ формирования нанокристаллического поверхностного слоя в материале изделий из металлических сплавов -  патент 2385968 (10.04.2010)
способ обработки сплава -  патент 2379372 (20.01.2010)
Наверх