Твердые сплавы

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

несложно, а карбидов титана и ванадия сопряжено со значительными трудностями. Технический карбид титана в большинстве случаев содержит 19,0—20,5% Собщ и 0,5—2% Ссвоб. Соответственно дефициту углерода содержание кислорода и азота в таких продуктах является довольно высоким. Вследствие стабильности фаз Me
...
Получение карбида тантала (ниобия) из танталово-го (ниобиевого) металлического порошка аналогично получению карбида вольфрама. Однако чистый танта-ловый порошок является относительно дорогим, поэтому целесообразно карбидизировать танталовые отходы или пятиокись тантала в печах описанных типов. Поскольку карбид ниобия, содержащийся в карбиде тантала, в большинстве случаев не мешает, карбидизируют непосредственно тонкоизмельченный ферротантал-нио-бий, получая затем твердый раствор карбид тантала—■ карбид ниобия путем обработки кислотой.
...
Карбид молибдена, так же как и карбид вольфрама, получают в обычных печах из смеси металлического молибденового порошка и сажи. Температура карбидиза-ции на 100—200° С ниже.
...
При изготовлении этих карбидов лучше всего исходить из соответствующих окислов (для получения чистых препаратов — из чистых отходов металлов, металлических порошков или гидридов металлов), которые карбидизируют с сажей при температурах, составляющих 50—75% температуры плавления карбидов. Достижение теоретического содержания углерода, особенно у карбида ванадия, сопряжено с такими же трудностями, как и для карбида титана.
...
Существуют шесть способов получения сложных карбидов путем взаимодействия окислов, металлов и карбидов (см. ниже).
...
Свойства важнейших карбидов, применяемых для изготовления твердых сплавов (Ф. Крупп, завод «Видна»)
...
Например Zr02—Ti02, W03—Ti02—Ta205, МоОз—Ti02, V205—Ti02> W03—Ti02, W03— Hf02.
...
Способ 4 (карбидизация порошкообразных смесей металлов) в настоящее время применяют лишь в случае тантала и ниобия; однако этот способ может приобрести большее значение при снижении стоимости порошков титана и циркония, что возможно в ближайшем будущем благодаря интенсивному развитию металлургии титана и циркония.
...
Для облегчения диффузии исходных материалов и промежуточных продуктов (помимо добавки кобальта или его соединений) необходим очень интенсивный размол; целесообразно применять мокрый размол компонентов. Большей частью для этого пользуются мельницами-смесителями, шаровыми и вибрационными мельницами. Твердые растворы получают в тех же печах, что и карбиды. Продолжительность прокаливания при образовании твердых растворов составляет от 2 до 4 ч в зависимости от окончания самоочищения карбидов, на что указывает прекращение выделения окиси углерода. Твердые растворы карбидов спекаются обычно прочнее чистых карбидов. Получение тонкого порошка аналогично получению порошка карбида титана.
...
Довольно трудно определить точный состав сложных карбидов по углероду. Если твердый раствор является готовым продуктом, то содержание свободного углерода должно быть менее 0,2%. Если же твердый раствор используют в качестве основного порошка, в который примешивают затем другие карбиды, например WC, допускается значительно более высокое содержание свободного углерода, например 0,5—1%.
...
В настоящее время для изготовления твердых сплавов возможно большей твердости и плотности тонкодисперсную смесь из карбидов и твердых растворов карбидов с кобальтом получают только мокрым размолом [17, 54]. Размол можно вести в воде, дихлорэтилене, три-хлорэтилене, четыреххлористом углероде, бензоле, бензине, тетралине, спирте или ацетоне и т. д. Наряду с преимуществом, т. е. получением тонкого распределения,
...
этот способ обладает недостатком — тонкодисперсные материалы шихты, особенно кобальт, реагируют с размольной средой и атмосферой размола," образуя окислы. При сушке и последующей обработке под водородом может произойти дальнейшее окисление и неизбежная потеря углерода [55]. На практике с этими недостатками можно бороться путем сушки в вакууме с последующим непосредственным восстановлением в абсолютно сухом водороде.
...
В табл. 5 приведены данные Майера и Айлендера о влиянии различных размольных средств на загрязнение железом и окисление [35] смесей WC—Со [56], а в табл. 6 — данные этих же авторов, характеризующие зависимость измельчения зерна от продолжительности размола и его влияние на насыпной объем и на объем утряски смесей WC—Со. В то время как при сухом размоле металлов насыпной объем и объем утряски обычно уменьшаются, при мокром размоле эти величины возрастают, т е. многокомпонентные смеси разрыхляются и становятся более объемистыми.
...
Размольные агрегаты состоят в большинстве случаев из двух или четырех стальных барабанов емкостью около 5 л. Загрузка состоит приблизительно из 30 кг твердосплавных шаров (диаметром 10—15 мм),
...
ляет 1—2 суток. Применяют также большие вибромельницы (рис. 9) со следующей технической характеристикой: загрузка твердосплавных шаров составляет 300—■ 500 кг, твердосплавной смеси в зависимости от содержания карбида титана 150—250 кг, продолжительность размола 1—2 суток.
...
Кроме значительного снижения продолжительности размола, в вибромельницах меньше изнашиваются твердосплавные шары. Износостойкость последних можно увеличить спеканием под давлением, в результате чего намного повышается плотность и твердость.
...
При сухом размоле твердосплавной смеси в стальных мельницах со стальными или твердосплавными шарами в смесь попадает лишь незначительное количество железа. При мокром размоле стальными шарами за сутки в смесь попадает 0,2—0,5% железа, при использовании же твердосплавных шаров такое количество железа проникает в смесь лишь после 4—6-дневного размола. Об износе твердосплавных шаров в литературе отсутствуют точные данные. По данным авторов, в зависимости от качества поверхности, плотности и твердости шаров в размалываемую смесь попадает 1—3% материала шаров при 2—8-дневном размоле.
...
Процесс мокрого размола смесей WC—Со исследовали неоднократно, причем определяли оптимальное число оборотов мельницы в зависимости от величины мельницы, размера шаров и шихты [57]. На основе элек-тронномикроскопических исследований и измерений поверхности, по Бернару и Давуану [58], при размоле происходят два процесса:
...
взаимное истирание частиц, причем на частицах образуется очень мелкая пыль, которая не поддается ультрамикроскопическому изучению [59, 60].
...
После окончания мокрого размола избыток размольной жидкости удаляют декантацией. Отжатием или центрифугированием также удаляют размольную жидкость. Затем влажную смесь загружают в лодочки и высушивают в печи или одновременно с сушкой прокаливают при 650—750° С в восстановительной атмосфере. Небольшие мельничные барабаны можно поместить в песчаную или водяную баню для отгонки размольной
...
жидкости. Особенно экономична вакуумная дистилляция, поскольку она протекает быстрее и при более низких температурах.
...
На рис. 10 показана вакуумная дистилляционная установка для сушки твердосплавной смеси непосредственно в размольных барабанах при 80°С. Экономично
...
также применять вакуумную сушилку с мешалкой [16] (рис. 11). Предложена также сушка смеси с помощью инфракрасных лучей [50]. Высушенную в вакууме смесь можно непосредственно прессовать, однако при этом (в особенности при высоком содержании кобальта) рекомендуется дополнительное восстановление водородом.
...
Обезуглероживание смеси WC—Со при прокаливании в водороде при температурах 650—1050°С исследовали Майер и Айлендер [56]:
...
/ — электронагрев; 2 — теплоизоляция; 3 — резервуары
...
но. Обычно высоких потерь углерода, которые еще более увеличиваются вследствие недостаточной осушки защитных газов, избегают в
...
После сушки или дополнительного восстановления смесь просеивают через тонкие металлические сита и шелковую ситоткань, удаляя кобальтовые блестки, агломераты кобальт— карбид и всевозможные загрязнения [17].
...
Несколько просеянных партий объединяют в одну массой от 200 до 1000 кг. От каждой такой партии берут пробу для исследования.
...
Классическим способом изготовления пластинок из твердосплавной смеси является метод двукратного спекания '. Смесь прессуют в брикеты или пластины на гидравлических прессах всухую или с добавками, облегчающими прессование. В зависимости от марки твердого сплава и содержания кобальта прессовки подвергают предварительному спеканию при 900—1150° С в печах непрерывного действия. Достаточно прочные заготовки обрабатывают карборундовыми фасонными дисками (диаметр диска 150—100 мм, 8000 об/мин). Изделия круглой формы изготовляют на небольших токарных станках с быстровращающимися карборундовыми кругами. Все в большей степени в качестве обрабатывающего инструмента применяют специальные твердосплавные фрезерные головки и алмазные инструменты [61].
...
Процесс изготовления твердосплавных пластинок или фасонных изделий из предварительно спеченных заготовок показан на рис. 12, а большой цех, где производят Есе
...
/ — сборник; 2 —вакуум; 3— конденсатор; 4— привод мешалки;
...
В настоящее время стандартные пластинки нужной формы прессуют на гидравлических и механических (рис. 14) прессах. Инструменты, применяемые при этом, подробно описаны Балльхаузеном [16]. Чтобы избежать
...
дефектов прессования и расслойных трещин, применяют присадку (камфору, растворенную в эфире или легком бензине, растворы парафина в бензине, гликоль в спирте, растворы каучука и т. д.). Обычно в твердосплавную смесь добавляют такое количество 5—10%-ного раство-
...
Плотность прессовок зависит от давления прессования и величины зерна порошка [12, 62]. Свойства спеченных изделий, как правило, не зависят от плотности прес-
...
совок, поскольку спекание в присутствии жидкой фазы сопровождается большой усадкой, которую необходимо учитывать при изготовлении фасонных твердосплавных изделий точных размеров [63, 64].
...
В настоящее время, при прессовании стандартных пластинок на ручных или механических прессах с объемным (а не весовым) наполнением матриц применяют большей частью гранулированную твердосплавную шихту. В целях гранулирования в шихту добавляют, например,— 1 % гликоля или парафина, прессуют брикеты и измельчают их гранулятором до размера зерен 0,2— 0,6 мм
...
При серийном прессовании стандартных пластинок рекомендуется футеровать матрицы твердым сплавом или применять массивные твердосплавные матрицы, полученные спеканием под давлением. Конструкция необходимых при этом инструментов описана Балльхаузе-ном [16].
...
же труб и фасонных прутков всех видов является выпрес-совывание смеси с пластификаторами на соответствующих мундштучных прессах, применяемых обычно для обмазки сварочных электродов. В качестве пластификаторов применяют агар-агар, каучуковый раствор, трагант, раствор крахмала, твердые углеводороды и синтетические смолы [65—68]. Прутки, а также трубы [69] и фасонные изделия, получаемые мундштучным прессованием, поддаются гибке и скручиванию, что дает возможность изготовлять формы, подобные спиральным пружинам или спиральным сверлам. ■ Сушить такие прессовки перед предварительным или окончательным спеканием необходимо очень медленно, целесообразно даже в вакууме, чтобы избежать усадочных трещин. Тогда при окончательном спекании уже не нужны особые меры. Для твердых сплавов, полученных мундштучным прессованием, характерна некоторая незначительная микропористость.
...
Для изготовления крупных твердосплавных фасонных деталей (трубы, сопла, турбинные лопатки и т. д.) в последнее время применяют гидростатическое прессование [1, 70] и прессование взрывом [71, 72], а также комбинированный способ, при котором порошок помещают в оболочку из резины или пластмассы п затем в камере высокого давления подвергают всестороннему уплотнению взрывной волной или жидкостью под давлением.
...
Полученные прессовки отличаются равномерной плотностью. Если добавить в твердосплавную смесь пластификатор, можно изготовить методом прокатки ленту [67].
...
/ — оптический пирометр; 2— смотровое окошко; 3 — подвод водорода; 4 — засыпка из древесного угля; 5 — графитовая труба; 6—
...
продвижения изделий в атмосфере водорода, и вакуумные печи периодического действия с графитовыми нагревателями (рис. 18).
...
При спекании в печах с непрерывным продвижением изделий прессованные пластинки загружают в графитовые лодочки, закрывающиеся крышкой. В зависимости от того, требуется ли обезуглероживание или науглероживание, твердосплавные пластинки загружают без засыпки или засыпают гранулированной сажей или плавленой окисью алюминия. В вакуумных печах спекание проводят, как правило, без засыпки. Пластинки плотно устанавливают на графитовые плиты. Твердые сплавы, со-
...
держащие карбид титана, спекают при более высокой температуре, чем сплавы WC — Со. С увеличением содержания кобальта температура спекания снижается. Продолжительность спекания снижается с уменьшением толщины пластинок (табл. 7).
...

Краткий справочник технолога-термиста
Спутник термиста
Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Твердые сплавы