×
25.08.2017
217.015.cb58

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ В КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩЕМ МАТЕРИАЛЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ относится к формированию в изделии износостойкого приповерхностного слоя, содержащего соединения кобальта с водородом и кислородом в виде гидроксида кобальта Со(ОН) и гетерогенитов 3R - Со[O(ОН)] и 2Н-СоО(ОН), и заключается в том, что изделие из кобальтсодержащего материала нагревают во влажном воздухе при температуре от 100°С до менее 200°С в течение от 0,5 до 2,0 час. Достигается существенное увеличение связи приповерхностного слоя с основой материала.
Реферат Свернуть Развернуть

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

Известно использование карбида титана TiC или нитрида титана TiN в качестве износостойких покрытий, наносимых на поверхности изделий из твердых сплавов [Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976. - С. 499-507]. К недостаткам подобных покрытий, помимо дорогостоящей технологии, следует отнести недостаточно прочную адгезию покрытия с поверхностью изделия.

Известен способ создания ионно-плазменным методом износостойкого покрытия, состоящего из нитрида или карбонитрида титана-хрома и содержащего в качестве легирующего компонента цирконий [Табаков В.П., Циркин А.В., Чихранов А.В. Режущий инструмент с покрытием. Патент РФ RU 46261 U1, МПК7 С23С 14/32. Опубл. 27.06.2005. Патентообладатель - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный технический университет»]. Недостатками указанного решения являются сложность изготовления покрытия и недостаточная степень адгезии покрытия к основе.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ упрочнения металлокерамического твердосплавного инструмента с цементирующей связкой из кобальта или никеля [Patent WO 2005/056854 A1, 23.06.2005, C1. C23C 29/08. Cemented Carbide Tools for Minning and Construction Applications and Method of making The Same Патентообладатель - фирма Sandvick AB (Швеция). Изобретатели (авторы): Tillman M., Norgren S., Collin M.], заключающийся в том, что в приповерхностном слое инструмента создают зерна сплава, обладающие меньшими размерами, чем зерна остального объема, и характеризующийся тем, что поверхностная часть с малым размером зерен обладает меньшей связующей фазой, чем внутренняя часть. Способ имеет недостаток, с очевидностью следующий из графика, представленного на фиг. 1: способ пригоден лишь для сплавов с высокой концентрацией кобальта.

Предлагаемое изобретение направлено на экспрессное формирование износостойкого приповерхностного слоя кратковременного действия и существенное увеличение его связи с основой материала.

Указанный результат достигается тем, что изделия из кобальтсодержащего материала нагревают во влажном воздухе до температур, необходимых для образования в его приповерхностном слое соединений кобальта с водородом и кислородом: гидроксида кобальта Со(ОН)2 и гетерогенитов: 3R-Co+3[O(OH] и 2Н-СоО(ОН).

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:

- нагрев;

- температура нагрева, необходимая для образования в приповерхностном слое материала соединений кобальта с водородом и кислородом;

- фазовый состав соединений: гидроксид кобальта Со(ОН)2 и гетерогениты: 3R-Со+3[O(ОН)] и 2Н-СоО(ОН).

Нами экспериментально показано, что в результате нагрева кобальтсодержащего материала образуется износостойкий приповерхностный слой.

Нами также экспериментально показано, что нагрев необходимо вести до образования в приповерхностном слое материала соединений кобальта с -Со+3[O(ОН)], водородом и кислородом: гидроксида кобальта Со(ОН)2 и гетерогенитов: Со+3[O(ОН)] и 2Н-СоО(ОН).

Сущность заявленного изобретения поясняется нижеследующим описанием.

Нашими опытами показано, что термообработка изделий из кобальтсодержащих сплавов: режущих пластин из твердого сплава ВК6, ВК8, Т5К10, Т14К8, Т15К6, К20 и Т5, образцов кобальтсодержащей быстрорежущей стали Р6М5К5 и образцов кобальтсодержащего жаростойкого сплава ЭП741 увеличивает их микротвердость.

Исследование режущих пластин из твердого сплава ВК6 методом рентгеновской дифрактометрии (РД) [Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Учебное пособие для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: МИСиС, 2002; Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. - М.: Металлургия, 1982-632 с.] проводилось на автоматизированном дифрактометре 8ADVANCE фирмы BRUKER. Применялось монохроматизированное излучение СиКа. При исследовании фазового состава использовались программа EVA и банк данных PDF-2 2006 г.

Исследования методом РД подтвердили, что в результате термообработки в приповерхностном слое твердого сплава образуются соединения кобальта с водородом и кислородом: гидроксид кобальта Со(ОН)2 и гетерогениты: 3R-Co+3[O(OH)] и 2Н-СоО(ОН).

Соединения кобальта с водородом и кислородом обладают малой твердостью, поэтому их образование не может объяснить наблюдаемые на опыте высокие значения чисел микротвердости. Отсюда следует вывод, что эти соединения модифицируют свойства приповерхностных слоев кобальтсодержащих материалов.

Пример 1

Проведена термообработка во влажном воздухе при температуре 100°С в течение 30 минут режущей пластины твердого сплава ВК6 (Фазовый состав в массовых процентах: WC-94, Со-6). В исходном состоянии микротвердость образца равнялась 1850±140 кГ/мм2, после термообработки микротвердость возросла и составила 3371±472 кГ/мм2.

Пример 2

Проведена термообработка во влажном воздухе при температуре 130°С в течение 60 минут образца кобальтсодержащей быстрорежущей стали Р6М5К5. В исходном состоянии микротвердость образца равнялась 1527±174 кГ/мм2, после термообработки микротвердость возросла и составила 2353±317 кГ/мм2.

Пример 3

Проведена термообработка во влажном воздухе при температуре 170°С в течение 170 минут образца кобальтсодержащего жаростойкого никелевого сплава ЭП741. В исходном состоянии микротвердость образца равнялась 750±31 кГ/мм2, после термообработки микротвердость возросла и составила 1017±30 кГ/мм2.

Пример 4

Проведена термообработка во влажном воздухе при температуре 200°С в течение 120 минут образца кобальтсодержащей быстрорежущей стали Р6М5К5. В исходном состоянии микротвердость образца равнялась 1938±302 кГ/мм2, после термообработки микротвердость уменьшилась и составила 1287±284 кГ/мм2.

Для получения технического результата, изложенного в формуле изобретения, необходимо произвести следующие действия:

1. Осуществить нагрев кобальтсодержащего материала в интервале температур от 100 до менее 200°С.

2. Длительность нагрева может варьироваться в пределах от 0,5 часа до 2,0 часов.

3. В качестве окружающей среды должен использоваться влажный воздух.

В результате диффузии паров воды и кислорода, находящихся в воздухе, в кобальтсодержащий материал и их химического взаимодействия с кобальтом образуются соединения кобальта с водородом и кислородом, модифицирующие приповерхностный слой материала и делающие его износостойким.

Представление о составе, структуре и концентрациях соединений кобальта с водородом и кислородом дают нижеследующие сведения.

В процессе рентгеновских исследований были определены состав и структура гетерогенитов. Одна из модификаций гетерогенитов ромбическая - гетерогенит 3R. Он состоит из трех октаэдров, состоящих из атома кобальта, связанного с шестью атомами кислорода водородными связями. Химическая формула этого гетерогенита - Со+3[O(ОН)], т.е. кобальт в нем трехвалентен. Другая модификация гексагональная - гетерогенит 2Н. Он состоит из двух таких же октаэдров. Его химическая формула -СоО(ОН). Концентрации 3R - и 2Н - гетерогенитов зависят от условий их получения и могут достигать десятков ат. %. Но всегда суммарная концентрация этих гетерогенитов превосходит концентрацию гидроксида кобальта Со(ОН)2.

Наши многочисленные опыты показали, что длительность существования подобным образом изготовленных износостойких слоев зависит от температуры и продолжительности нагрева и изменяется от одних до 30 суток. Тем не менее, предлагаемый метод может оказаться весьма полезным в условиях массового производства и в полевых условиях, когда режущий и фрезерный инструмент неоднократно затачивается в процессе работы или сразу используется после обработки (например, буровой инструмент).

Использование на практике заявляемого изобретения сулит большие экономические выгоды: простота получения износостойкого приповерхностного слоя позволяет многократно создавать его на твердосплавном и быстрорежущем перетачиваемых инструментах и сформировать его непосредственно перед применением неперетачиваемого инструмента.

Способ формирования в изделии из кобальтсодержащего материала износостойкого приповерхностного слоя, содержащего соединения кобальта с водородом и кислородом в виде гидроксида кобальта Со(ОН) и гетерогенитов 3R - Со[O(ОН)] и 2Н-СоО(ОН), заключающийся в том, что изделие из кобальтсодержащего материала нагревают во влажном воздухе при температуре от 100°С до менее 200°С в течение от 0,5 до 2,0 час.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 108 items.
20.04.2013
№216.012.3714

Способ изготовления твердого сплава с регулированием распределения и количества углерода в его объеме

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к изготовлению твердосплавных пластин для оснащения металлорежущего инструмента. Для изготовления твердого сплава с регулируемым распределением и количеством углерода в его объеме проводят шихтовку и размол смеси порошков тугоплавких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479653
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.508c

Способ повышения механических свойств полимерного нанокомпозиционного материала на основе анизодиаметрического наполнителя

Изобретение относится к способу повышения механических свойств полимерного нанокомпозиционного материала на основе анизодиаметрического наполнителя. Согласно способу экструдируют и затем прессуют полученный экструдат. После экструзии проводят рентгеноструктурный анализ РСА экструдата для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486213
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5343

Способ стимулирования восстановления периферической иннервации тканей с помощью векторных конструкций

Изобретение относится к области биотехнологии и генной терапии и может быть использовано в регенеративной медицине, травматологии, трансплантологии и нейробиологии. Способ стимуляции восстановления периферической иннервации ткани после травмы заключается во введении терапевтически эффективного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486918
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5495

Способ детонационного сжигания водорода в стационарном сверхзвуковом потоке

Изобретение может быть использовано в машиностроении, в частности в авиационном двигателестроении. Способ детонационного сжигания топливной смеси, непрерывно поступающей в прямоточную камеру сгорания со сверхзвуковой скоростью, заключается в том, что в качестве топлива используется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487256
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.5754

Способ обработки поверхностей магазина для патронов

Изобретение может быть использовано при изготовлении ружейных магазинов для патронов. В пластинах магазина для патронов, выполненных из алюминиевого сплава, выжигают выемку электроэрозионным методом, проводят термообработку при температуре (0,8-0,9)Ткр, где Ткр - температура кристаллизации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487964
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.11.2013
№216.012.7c70

Способ стимуляции регенеративных процессов в ишемизированных тканях

Изобретение относится к медицине и касается способа стимуляции регенеративных процессов в ишемизированных тканях, включающего введение в организм больного среды культивирования стромальных клеток из жировой ткани человека, содержащей факторы роста VEGF, HGF, ангиопоэтин и ангиогенин....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497529
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.8529

Способ получения канафита

Изобретение относится к способу получения канафита, т.е. гидратированного двойного пирофосфата натрия кальция (NaCaPO*4HO). Способ включает дозирование исходных компонентов: воды, кристаллогидрата пирофосфата натрия, ацетата кальция или кристаллогидрата нитрата кальция при мольном отношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499767
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.01.2014
№216.012.9488

Способ препаративного выделения вирусов растений

Изобретение относится к области биохимии. Проводят гомогенизацию тканей зараженного растения в нейтральном буферном растворе на основе 2-[4-(2-гидроксиэтил)пиперазин-1-ил]этансульфоновой кислоты (HEPES) в концентрации 0,02-0,03 М с добавлением ингибиторов растительных ферментов иодайетата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503718
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.9730

Способ получения водной суспензии биосовместимых пористых кремниевых наночастиц

Изобретение относится к способу получения водной суспензии кремниевых нанокристаллических частиц для биомедицинских применений. Заявленный способ характеризуется тем, что на поверхности кремниевых пластин формируют пленку пористого кремния толщиной от 1 до 100 мкм и пористостью от 50 до 80%....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504403
Дата охранного документа: 20.01.2014
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505529
Дата охранного документа: 27.01.2014
Showing 1-10 of 117 items.
20.04.2013
№216.012.3714

Способ изготовления твердого сплава с регулированием распределения и количества углерода в его объеме

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к изготовлению твердосплавных пластин для оснащения металлорежущего инструмента. Для изготовления твердого сплава с регулируемым распределением и количеством углерода в его объеме проводят шихтовку и размол смеси порошков тугоплавких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479653
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.508c

Способ повышения механических свойств полимерного нанокомпозиционного материала на основе анизодиаметрического наполнителя

Изобретение относится к способу повышения механических свойств полимерного нанокомпозиционного материала на основе анизодиаметрического наполнителя. Согласно способу экструдируют и затем прессуют полученный экструдат. После экструзии проводят рентгеноструктурный анализ РСА экструдата для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486213
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5343

Способ стимулирования восстановления периферической иннервации тканей с помощью векторных конструкций

Изобретение относится к области биотехнологии и генной терапии и может быть использовано в регенеративной медицине, травматологии, трансплантологии и нейробиологии. Способ стимуляции восстановления периферической иннервации ткани после травмы заключается во введении терапевтически эффективного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486918
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5495

Способ детонационного сжигания водорода в стационарном сверхзвуковом потоке

Изобретение может быть использовано в машиностроении, в частности в авиационном двигателестроении. Способ детонационного сжигания топливной смеси, непрерывно поступающей в прямоточную камеру сгорания со сверхзвуковой скоростью, заключается в том, что в качестве топлива используется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487256
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.11.2013
№216.012.7c70

Способ стимуляции регенеративных процессов в ишемизированных тканях

Изобретение относится к медицине и касается способа стимуляции регенеративных процессов в ишемизированных тканях, включающего введение в организм больного среды культивирования стромальных клеток из жировой ткани человека, содержащей факторы роста VEGF, HGF, ангиопоэтин и ангиогенин....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497529
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.8529

Способ получения канафита

Изобретение относится к способу получения канафита, т.е. гидратированного двойного пирофосфата натрия кальция (NaCaPO*4HO). Способ включает дозирование исходных компонентов: воды, кристаллогидрата пирофосфата натрия, ацетата кальция или кристаллогидрата нитрата кальция при мольном отношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499767
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.01.2014
№216.012.9488

Способ препаративного выделения вирусов растений

Изобретение относится к области биохимии. Проводят гомогенизацию тканей зараженного растения в нейтральном буферном растворе на основе 2-[4-(2-гидроксиэтил)пиперазин-1-ил]этансульфоновой кислоты (HEPES) в концентрации 0,02-0,03 М с добавлением ингибиторов растительных ферментов иодайетата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503718
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.9730

Способ получения водной суспензии биосовместимых пористых кремниевых наночастиц

Изобретение относится к способу получения водной суспензии кремниевых нанокристаллических частиц для биомедицинских применений. Заявленный способ характеризуется тем, что на поверхности кремниевых пластин формируют пленку пористого кремния толщиной от 1 до 100 мкм и пористостью от 50 до 80%....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504403
Дата охранного документа: 20.01.2014
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505529
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.02.2014
№216.012.a101

Коленный шарнир экзоскелетона

Изобретение относится к медицине. Коленный шарнир экзоскелетона содержит роликовую обгонную муфту 1 с поводковой вилкой 2, электродвигатель 10, нормально замкнутый управляемый выключатель 12, выключатель 13, установленный на валу 7 голенного звена 8 датчик момента 29, управляемый переключатель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506932
Дата охранного документа: 20.02.2014
+ добавить свой РИД