×
25.08.2017
217.015.aee0

Шихта для производства вольфрамотитановых твердых сплавов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к получению вольфрамотитановых твердых сплавов. Шихта содержит порошок карбида вольфрама и карбида титана в виде продукта электроэрозионного диспергирования отходов твердого сплава марки Т15К6, который получен в керосине и дистиллированной воде и имеет средний размер частиц 19,692 мкм и 5,118 мкм соответственно. Обеспечивается повышение качества вольфрамотитановых твердых сплавов. 3 ил., 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для производства вольфрамотитановых твердых сплавов в условиях массового, серийного и единичного производства.

Известно, что спеченные твердые сплавы на основе карбида вольфрама содержат кобальт, играющий роль пластичной связи при спекании [1].

Известен способ приготовления шихты для спеченных твердых сплавов, согласно которому сначала синтезируют карбид вольфрама из вольфрама и углерода, затем добавляют металлический кобальт [2].

При синтезе карбида вольфрама сначала смешивают в смесительных аппаратах порошки вольфрама и углерода в виде сажи в соотношении вольфрам - 94,8 мас. %, сажа - 5,2 мас. %, а карбидизацию проводят в графитовых печах в среде водорода при 1300…1400°С.

Степень равномерности распределения кобальта в карбиде вольфрама влияет на качество спеченного твердого сплава, поэтому карбид вольфрама размалывают с порошком металлического кобальта, добавленного в количестве 6% (по составу сплава ВК-6), в шаровых мельницах в течение 48…72 ч при добавлении органических жидкостей. Размольное оборудование должно быть футеровано твердосплавным материалом для предотвращения износа оборудования и загрязнения шихты при натирании твердыми частицами карбида вольфрама. После размола шихту просеивают для получения однородного гранулометрического состава, необходимого для достижения максимальной плотности при прессовании и спекании готовых изделий.

Недостатками данного метода приготовления шихты для спеченных твердых сплавов являются многостадийность и достаточная трудоемкость. Процессы получения карбида вольфрама и распределение кобальта в карбиде вольфрама проводят на специализированном для каждой операции оборудовании.

Ближайшим техническим решением является способ приготовления шихты для твердых сплавов на основе карбида вольфрама. Изобретение относится к производству металлокерамических твердых сплавов на основе карбидов тугоплавких металлов, которые используются как износостойкие материалы, режущий инструмент, эрозиостойкие, жаропрочные покрытия. Смесь порошков вольфрама, углерода и кобальта, взятых в соотношениях, отвечающих составу сплава ВК-6, подвергают механической обработке в механохимическом реакторе при ускорении 40…60 g в течение 10-30 мин.

Задача предлагаемого изобретения состоит в улучшении качественного состава шихты и физико-механических свойств вольфрамотитановых твердых сплавов.

Поставленная задача решается тем, что шихта для производства вольфрамотитановых твердых сплавов представляет собой твердосплавный порошок, который является продуктом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) отходов твердого сплава марки Т15К6 в керосине и дистиллированной воде со средним размером частиц 19,692 мкм и 5,118 мкм соответственно.

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 в 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. 2449859 Российская Федерация, 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 патентообладатель 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=200…220 В, частота следования импульсов ν=30 Гц, емкость разрядных конденсаторов С=35 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 (фиг. 1).

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 19,692 мкм используется для получения шихты для производства вольфрамотитанового твердого сплава.

Снимки поверхности частиц вольфрамотитанового твердосплавного порошка, полученного в керосине на растровом электронном микроскопе «Quanta 600 FEG», представлены на фиг. 2. Видно, что в порошке превалируют частицы, имеющие правильную сферическую или эллиптическую форму. Они получаются кристаллизацией расплавленного материала (жидкой фазы). Частицы, образующиеся при кристаллизации кипящего материала (паровой фазы), имеют неправильную форму, размер на порядок меньше частиц, образующихся из жидкой фазы, и обычно агломерируются друг с другом и на поверхности других частиц.

В процессе ЭЭД такие частицы наиболее подвержены химическим и фазовым изменениям. Показано, что форма частиц порошка обусловлена тем, в каком виде материал выбрасывается из лунки в процессе ЭЭД.

Установлено, что частицы, выбрасываемые из лунки в твердом состоянии (твердая фаза), образуются под действием ударных волн канала разряда и под действием термических напряжений, а также частицы твердой фазы образуются при хрупком изломе острых граней и краев диспергируемого материала при его перемешивании во время процесса ЭЭД. Такие частицы, как правило, имеют неправильную осколочную форму, иногда с оплавленными гранями и краями.

Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что форма частиц порошка, полученного электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава марки Т15К6 в керосине осветительном, обусловлена тем, в каком виде материал выбрасывается из лунки в процессе ЭЭД. Отмечено, что сферические частицы получаются кристаллизацией расплавленного материала (жидкой фазы), а частицы осколочной формы - при хрупком изломе. Установлено, что в порошке превалируют частицы, имеющие правильную сферическую или эллиптическую форму.

Для производства вольфрамотитановых твердых сплавов следует применять порошок, полученный методом ЭЭД в среде керосина, т.к. этот порошок имеет меньшие потери углерода.

Пример 2

На установке (Пат. 2449859 Российская Федерация, 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 патентообладатель 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=200…220 В, частота следования импульсов ν=30 Гц, емкость разрядных конденсаторов С=35 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 (фиг. 1).

После получения порошка на установке отгоняют нанодисперсную фракцию на центрифуге и его очищают от оксидов 10 - % HCl, а затем прокаливают в течение 20 минут в печи при 200°С. Полученный таким образом порошок со средним размером частиц 5,118 мкм используется для получения шихты для производства твердого сплава.

Снимки поверхности частиц вольфрамотитанового твердосплавного порошка, полученного в воде дистиллированной на растровом электронном микроскопе «Quanta 600 FEG», представлены на фиг. 3.

Форма частиц порошка обусловлена тем, в каком виде материал выбрасывается из лунки в процессе ЭЭД. Обычно в порошке превалируют частицы, полученные кристаллизацией расплавленного материала (жидкая фаза). Они имеют правильную сферическую или эллиптическую форму.

Порошок, полученный методом ЭЭД из отходов твердых сплавов, состоит из частиц правильной сферической формы (или эллиптической), неправильной формы (конгломератов) и осколочной формы.

При ЭЭД частицы порошка, выбрасываемые из канала разряда в жидком состоянии в РЖ, быстро кристаллизуются и закаливаются, поэтому и имеют сферическую или эллиптическую форму. После выхода из зоны разряда частицы порошка весьма часто сталкиваются между собой. Если в момент столкновения кристаллизация была полностью завершена, то на частицах остаются характерные следы от ударов и сетчатая поверхность.

Если имеется значительная разница температур столкнувшихся частиц, то происходит их слипание с образованием непрочных границ. Как правило, такое происходит при столкновении крупных частиц, образовавшихся из жидкой фазы, с мелкими частицами, образовавшимися из паровой фазы. Если нет существенной разницы температур частиц при столкновении, то могут образовываться конгломераты неправильных форм.

Для производства вольфрамотитановых твердых сплавов не следует применять порошок, полученный методом ЭЭД в воде дистиллированной, т.к. этот порошок имеет большие потери углерода.

Источники информации

1. Косолапова Т.Я. Карбиды. М.: Металлургия, 1968.

2. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976.

Шихта для производства вольфрамотитановых твердых сплавов, содержащая порошок карбида вольфрама и карбида титана, отличающаяся тем, что она содержит упомянутый порошок в виде продукта электроэрозионного диспергирования отходов твердого сплава марки Т15К6, который получен в керосине и дистиллированной воде и имеет средний размер частиц 19,692 мкм и 5,118 мкм соответственно.
Шихта для производства вольфрамотитановых твердых сплавов
Шихта для производства вольфрамотитановых твердых сплавов
Шихта для производства вольфрамотитановых твердых сплавов
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 70 items.
10.05.2014
№216.012.c1fc

Шихта электродного материала для электроискрового легирования деталей машин

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515409
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.11.2014
№216.013.04b6

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532604
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.11.2014
№216.013.0511

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в импульсе по закону степенных функций, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор. Генератор состоит из формирователей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532695
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.0789

Способ формирования нанопроводов из коллоидного естественно-природного материала

Изобретение относится к электронике. В способе формирования нанопроводов из коллоидного естественно-природного материала, основанном на самоорганизованном формировании линейно-упорядоченных наноразмерных токопроводящих структур со строго заданной ориентацией для соединения отдельных микро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533330
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.12.2014
№216.013.0ec3

Демпфирующий резец с управляемой жесткостью

Резец содержит режущую пластину с узлом ее крепления в державке, имеющей выборку, выполненную равномерно по периметру конца державки на длине от ее торца до выступающей части с режущей пластиной, конец державки с выборкой размещен в выполненном в виде прямоугольного параллелепипеда...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535196
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.01.2015
№216.013.18a8

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике. В частности, устройство позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537740
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.18c7

Способ ранней диагностики сердечно-сосудистых заболеваний на основе многоканального спектрального анализа медленных волн кардиосигналов

Изобретение относится к медицине, а именно к неинвазивным способам качественно-количественного анализа функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Осуществляют запись пульсового сигнала и электрокардиосигнала в течение 2-3 мин. Выделяют медленные волны из двух кардиосигналов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537771
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1b07

Система гелиотеплохладоснабжения

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения, содержащая южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538347
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1d56

Способ формирования двумерного изображения биосигнала и его анализа

Изобретение относится к средствам анализа изображения сигнала. Техническим результатом является повышение степени информативности данных анализа сигнала. В способе выбирают две подсистемы, в которых процессы наблюдают в виде синхронизированных квазипериодических сигналов x(t) и x(t),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538938
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1d5e

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения физических величин посредством параметрических датчиков. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов с изменением напряжения в течение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538946
Дата охранного документа: 10.01.2015
Showing 1-10 of 168 items.
20.01.2013
№216.012.1ce9

Способ формирования профиля головки рельсов

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности. Способ формирования профиля головки рельсов заключается в том, что в качестве инструмента используют энергетический луч или струю гидроабразивной жидкости, подаваемую под высоким давлением. Инструмент ориентируют под углом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472895
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20e1

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Техническим результатом заявленного изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473918
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.246e

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике. В частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Техническим результатом является обеспечение возможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474828
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.2662

Устройство стабилизации режима резания при токарной оработке деталей на оборудовании с чпу

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к системам контроля и управления точностью обработки деталей. Устройство стабилизации режима резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ содержит резцедержательный блок с электродвигателем и исполнительные механизмы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475346
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.26cf

Способ сорбционной очистки сточных вод от красителей

Изобретение может быть использовано для очистки сточных предприятий текстильной и легкой промышленности, предприятий бытовой химии, кожевенных заводов от промышленных красителей. Для осуществления способа в качестве сорбента используют карбонатную породу с содержанием карбоната кальция, равным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475455
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.27c3

Устройство для измерения параметров движения пишущего узла

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров перемещения пишущего узла при записи рукописного текста. Устройство для измерения параметров движения пишущего узла содержит корпус, чувствительный элемент с пьезодатчиками, включенными в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475699
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2803

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475763
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2804

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475764
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2852

Цифровой многокомпонентный датчик перемещений

Изобретение относится к устройствам для измерения деформаций и перемещений и предназначено для измерения статических или плавно меняющихся перемещений. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет избирательного по всем направлениям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475842
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2a65

Способ получения основного хлорида или нитрата меди (ii)

Изобретение относится к технологии получения солей меди (II). Способ включает прямое взаимодействие оксида металла с водными растворами соляной или азотной кислоты при интенсивном перемешивании, в том числе и в присутствии стеклянного бисера в качестве перетирающего агента. Процесс проводят при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476380
Дата охранного документа: 27.02.2013
+ добавить свой РИД