Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТКА ИЗ ТВЕРДОСПЛАВНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ НАПАЙКИ НА ПОВЕРХНОСТЬ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к пайке, в частности к способу подготовки дробленых твердосплавных частиц к взаимодействию со связкой-припоем в процессе получения готового прутка для напайки его на поверхность режущего инструмента.

Оно может быть использовано для высокотемпературной пайки композиционного материала в виде готового прутка, содержащего дробленые твердосплавные частицы в качестве наполнителя и связки-припоя на основе меди, на рабочую поверхность фрезерного инструмента, применяемого в буровой технике при бурении скважин.

Известен способ изготовления композиционного материала (СВ.Лашко, Н.Ф.Лашко. Пайка металлов. М.: Машиностроение. 1988 г., 4-е издание, с.28-32), заключающийся в предварительном обезжиривании ацетоном, спиртом, бензином и т.д. соединяемых поверхностей, удалении жиров, масел, грязи, окалины, оксидных пленок, образовавшихся в процессе химико-термической обработки, которые не могут быть удалены с помощью флюсов или активных газовых сред. Для этого неметаллические пленки удаляют механически или путем травления. После травления необходима нейтрализация остатков травителя с последующей сушкой обработанной поверхности.

Трудноудаляемые окисные пленки вначале перед травлением убираются механической зачисткой поверхности, которая одновременно обеспечивает требуемую шероховатость, улучшающую растекание и затекание расплавленного припоя на поверхность взаимодействия с ним. Способ многооперационен (9-12 операций) при предварительной подготовке поверхностей твердых поверхностей, чтобы улучшить взаимодействие твердой (частицы наполнителя) и жидкой составляющей (припой) при изготовлении композиционного материала. Способ малопроизводителен, т.к. требует значительного времени на его реализацию. Способ использует токсичные растворители, которые к тому же не способны очистить от продуктов обезжиривания капилляры, поры малых размеров. Такое обезжиривание дает поверхностный эффект. Травление связано с применением специальных приспособлений, режимов травления, а в результате на поверхности и в порах и капиллярах образуются продукты травления, которые трудновымываемы. Для этого необходимо длительное и тщательное отмывание их то в горячей, то в холодной воде с использованием ультразвука. Затем после травления необходима нейтрализация, которая также усложняет процесс подготовки твердой поверхности компонентов при изготовлении композиционного материала. Способ предполагает, что предварительная подготовка касается как твердосплавных поверхностей, так и сплавов на основе меди, используемых затем для получения композиции при расплавлении сплава на основе меди и взаимодействии подготовленных материалов, что значительно удлиняет процесс подготовки и в недостаточной степени активизирует взаимодействие компонентов.

В качестве прототипа выбран способ (А.П.Гасанов. Аварийно-восстановительные работы в нефтяных и газовых скважинах. М.: Недра, 1987 г., с.114-115) как наиболее близкий по технической сущности и получаемому эффекту к заявляемому изобретению. Способ заключается в следующем.

Для формирования рабочего органа - рабочей поверхности скважинных фрезеров необходимо нанести на нее дробленый твердый сплав, составляющий наполнитель композиционного материала, который находится в связке с припоем. Для этого вначале готовят композиционный материал в виде прутка, который и наплавляют на рабочую поверхность. При этом вначале твердосплавные частицы дробят. Дробленые частицы твердого сплава обезжиривают бензином или другим растворителем (ацетоном - см. пат.№2260503 от 11.02.04 г., МКИ В23К 11/00), (щелочью - см. Г.П.Фетисов. Сварка и пайка в авиационной промышленности. М.: Машиностроение. 1983 г., с.148-150). Затем смешивают с флюсом. Нарезают припой на куски, взвешивают подготовленные дробленые частицы твердого сплава и припоя и размещают их по всей длине. Исходное количество частиц твердого сплава должно быть равным его расчетному количеству, а припоя - на 10-15% больше его расчетного количества, необходимого для выгорания в процессе наплавки на рабочую поверхность скважинного фрезера. Подготовленную шихту покрывают флюсом. Под воздействием температуры (до 1000°С) припой расплавляется и пропитывает дробленые частицы твердого сплава. Тепловое поле создают ТВЧ, электропечью, пламенной печью и т.д., обеспечивающими необходимую температуру теплового поля.

Недостатками способа являются недостаточно качественная подготовка частиц твердого сплава к получению прутка с заданными свойствами, т.к. обезжириванием поверхности решают проблему загрязнения поверхности частиц. При проникновении бензина в поры и капилляры частиц ухудшаются адгезионные силы сцепления связки с частицами твердого сплава при их взаимодействии в период выдержки шихты с компонентами в тепловом поле за счет образования сажистого налета на стенках пор или капилляров, создавая барьерный слой между твердосплавным материалом и связкой; способ получения прутков с предварительной обработкой твердосплавных частиц щелочью не производителен из-за того, что щелочь после обезжиривания необходимо тщательно отмыть, что требует значительных затрат времени и воды. В неотмытых участках частиц, особенно, порах и капиллярах в дальнейшем, при получении прутка, под действием высокой температуры щелочь будет действовать как травитель, а в дальнейшем после получения прутка - как компонент, способствующий ускорению окислительного процесса на границе твердосплавная частица - связка. Следовательно, ухудшается качество прутка, используемого в дальнейшем в качестве покрытия на режущий инструмент, например, на скважинный фрезер.

Недостатками известного способа также являются: ограниченность эффекта предварительной обработки твердосплавных частиц обезжириванием в растворителях (бензине, ацетоне, уайт-спирите и т.д.). Дробление частиц создает дополнительные сложности в их использовании в качестве наполнителя в композиционном материале для получения готовых прутков и применяемые в дальнейшем как наплавочный материал при формировании рабочего органа скважинных фрезеров. После дробления твердого сплава получают частицы с разными поверхностями и, следовательно, имеющими различие в степени смачиваемости связкой-припоем, что приводит к проявлению физико-химического гистерезиса смачивания при их взаимодействии. С одной стороны поверхность дробленой частицы остается плотной, гладкой, почти беспористой, а с другой - рыхлой, пористой и возможно имеющей трещинки (результат ударного воздействия при дроблении). К тому же реальные поверхности пор в твердосплавном материале имеют шероховатости, неоднородности, что затрудняет взаимодействие контактирующих фаз (жидкой - связка и твердой - дробленые частицы твердого сплава). В процессе изготовления композиционного материала только обезжиривание поверхностей дробленых частиц твердого сплава не решает проблемы получения качественного композиционного материала с прочными адгезионными связями компонентов в нем при пропитке расплавом связки - припоя дробленых частиц и получение беспористого прутка. В данном способе взаимодействие фаз - контактное, поверхностное, без глубокой в поры и капилляры частиц твердого сплава пропитки расплава связки - припоя, что значительно снижает работу адгезии. Другим недостатком способа является то, что при изготовлении композиционного материала в виде прутка используют флюсы, в состав которых входят борные соединения - бура и борная кислота. (Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Справочное пособие. Лениздат, 1975 г., с.101) или смесь буры, борной кислоты и фтористого аммония (пат. №2262430, МКИ В23К 35/363 от 23.07.04 г.), которые не обеспечивают хорошей смачиваемости припоем дробленых твердосплавных частиц или активность флюса имеет узкий температурно-временной диапазон соответственно. В обоих случаях смачивание контактное, т.е. смачивание 3-фазное (расплав, твердая фаза и воздушная фаза). При этом воздушная фаза тормозит распространение глубинного смачивания вязким расплавом припоя дробленых твердосплавных частиц, увеличивается время выхода газовых пузырьков из расплава. В результате при использовании флюса из соединений бора (борная кислота с бурой) получают пористый композиционный материал, а при использовании флюса из смеси соединений бора и фтористого аммония на качестве композиционного материала отрицательно сказывается выход за пределы активности фтористого аммония как в меньшую, так и в большую сторону.

Задачей изобретения является повышение качества предварительной обработки дробленых твердосплавных частиц, повышение активности флюса в процессе взаимодействия компонентов шихты при изготовлении композиционного материала.

Технический результат изобретения достигается тем, что способ изготовления прутка из твердосплавного композиционного материала в виде прутка для напайки на рабочую поверхность режущего инструмента, как и в известном, заключающемся в селекционировании дробленых частиц твердого сплава, очистке поверхности, нарезании на куски припоя, взвешивании компонентов, размещении их в форме по всей ее длине равномерно, покрытии флюсом подготовленной шихты, помещении формы с содержимым в ней в печь, выдержке в печи до расплавления припоя и получении композиционного материала, содержащего в качестве наполнителя дробленые частицы твердого сплава, а в качестве связки - припой на основе меди, согласно изобретению очистку поверхности частиц твердого сплава вначале проводят иммерсионным смачиванием частиц раствором гидрата окиси аммония в прозрачной закрытой емкости цилиндрической формы при импульсивном движении ее в направлении, перпендикулярном направляющей цилиндра, при этом по мере загрязнения раствор заменяют на чистый и процесс проводят до тех пор, пока очередная порция раствора гидрата окиси аммония не останется визуально прозрачной, а поверхность частиц не посветлеет, затем частицы твердого сплава извлекают из емкости, помещают на открытоячеистую подложку с размером ячеек меньшим, чем минимальный размер частиц и высушивают на воздухе до испарения раствора с открытой поверхности частиц, а для покрытия шихты используют флюс, содержащий соединения бора или соединения бора с фтористым аммонием.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемое техническое решение отличается характером смачивания дробленых твердосплавных частиц раствором гидрата окиси аммония. Прототип смачивает поверхности дробленых частиц твердого сплава контактно, т.е. при использовании растворителей (бензин, керосин и т.д.) в смачивании участвуют три фазы - твердая, жидкая и газообразная как на стадии предварительной подготовки поверхности дробленых частиц перед получением смеси компонентов в виде шихты, так и в момент расплавления припоя и его взаимодействия с поверхностью частиц твердого сплава. В результате в прототипе достигается поверхностное взаимодействие. К тому же растворители, обезжиривая поверхность и разрыхляя окисные пленки, забивают продуктами обезжиривания поры, капилляры в их широкой части, не пропуская растворитель в узкую часть, где сохраняется газовая составляющая поры или капилляра, а их стенки остаются окисленными и не обезжиренными, ухудшая дальнейшее взаимодействие компонентов. В заявленном изобретении за счет использования раствора гидрата окиси аммония осуществляют смачивание раствором дробленых частиц твердого сплава иммерсионно, т.к. смачивающий раствор и твердые частицы имеют границу раздела только между твердой и жидкой фазами. За счет активного воздействия гидрата окиси аммония раствор не только сглаживает стенки пор и капилляров, но и организует смачивание по всей длине пор и капилляров, убирая газовую составляющую в них. После такой предварительной обработки дробленых частиц твердого сплава раствор остается в объеме пор, капилляров, трещин. В дальнейшем, при использовании в качестве флюса составы, содержащие фтористый аммоний (пат.№2262430 от 23.07.04 г.), изготовление композиционного материала позволяет продлить жизнеспособность, т.е. активность флюса. Испарение аммиака при высоких температурах плавления припоя и при длительном контакте его с твердой поверхностью частиц приводят к проявлению окисляющей способности этого флюса (диаграмма 1). Раствор гидрата окиси аммония в процессе изготовления композиционного материала усиливает смачиваемость расплава припоя, т.к. в момент расплавления под флюсом, содержащим фтористый аммоний, при испарении аммиака из флюса, флюс подпитывается аммиаком, находящимся в порах и капиллярах дробленых частиц. Этот контакт происходит без внешней газовой составляющей, как было раньше и в данном случае смачивание твердосплавной частицы припоем идет по иммерсионному пути, т.е. расплав заполняет и поверхность частиц, и поры, и капилляры. Пористость дробленых частиц твердого сплава и связки в композите-прутке отсутствует. Улучшаются физико-химические свойства получаемого композита. В заявленном изобретении иммерсионное смачивание частиц раствором достигают за счет химического воздействия раствора и вывода продуктов реакции раствора гидрата окиси аммония с дроблеными частицами твердого сплава в процессе импульсивного движения закрытой емкости цилиндрической формы с содержимым в ней по направлению оси вдоль цилиндра или перпендикулярно направляющей линии цилиндра, организуя импульсивно сброс всей массы частиц сверху вниз. Такое перемещение частиц в емкости снимает окислы и с поверхности, и из объема частиц, убирает рыхлую часть поверхности частиц, образовавшуюся в результате дробления твердосплавного изделия на частицы, т.е. ускоряет очищение дробленых частиц и не только от масел, грязи, как в прототипе, но и активизирует состояние взаимодействия дробленых частиц с расплавом припоя в дальнейшем. Периодически, по мере загрязнения, раствор гидрата окиси аммония заменяют на чистый, что позволяет контролировать качество обработки: до тех пор пока новая порция раствора гидрата окиси аммония в емкости загрязняется и поверхности твердосплавных частиц плохо визуально просматриваются из-за загрязнений продуктами реакции жидкой и твердой фаз - процесс очистки продолжают. Обработку ведут при комнатной температуре и в закрытой емкости, организуя экологически чистый процесс обработки. Концентрация раствора подбирается экспериментальным путем для различных составов припоя и режимов получения композиционного материала (температуры расплавления припоя, времени выдержки шихты в печи (в теплом поле), скорости расплавления и охлаждения композиционного материала).

Экспериментально задача изобретения проверена при обработке дробленых частиц из твердого сплава ВК-8 растворами 10% и 25% водными растворами гидрата окиси аммония, т.е. теми концентрациями аммиака (ТУ 2389-166˜002096-15-98 (ρ=0,91 и ρ=0,95), которые широко используют в бытовых целях для мытья посуды, стен, полимерных материалов, фаянса, кожи и т.д. В качестве припоя использовали сплавы МНЦ 15-20, с T_пл.<1000°С и МНЦ 18-40, с Т_пл.>1000°С. В качестве флюса использовали составы, содержащие буру (ГОСТ 8429-77) и борную кислоту (ТУ 6-09-17-263-89), а также флюс, содержащий дополнительно фтористый аммоний (ГОСТ 4518-75).

Проблема в том, что соединения аммиака и сам аммиак испаряются при температурах выше 450°С, а процесс изготовления композиционного материала проводят при температуре 950°С и выше в течение ˜ 30 мин. За это время фтористый аммоний, увеличив жидкотекучесть припоя и улучшив качество изготовляемого композиционного материала по сравнению с процессом, связанным с использованием только смеси буры и борной кислоты или просто одной буры, испаряется, но при этом, в процессе длительного охлаждения прутка в печи, начинает действовать как травитель, окисляя кобальт в дробленой частице твердого сплава (фиг.1), что естественно ухудшает эксплуатационные свойства ее и композиционного материала в целом. Заявляемый способ решает задачу улучшения качества композиционного материала комплексно: раствор гидрата окиси аммония осуществляет тонкую очистку поверхности дробленых твердосплавных частиц, затем раствор проникает в трещины, поры и капилляры и не только растворяет окисную пленку стенок, но и полирует их, подготавливая к процессу смачивания частиц расплавом припоя. Поскольку поры, капилляры и трещины качественно предварительно подготовлены, то и процесс смачивания расплавом припоя, растекаемость по поверхности частиц твердого сплава и затекаемость в поры и капилляры будут осуществлены на значительно более качественном уровне, чем ранее в прототипе. Усиливает эффект очистки и поверхности и стенок пор и капилляров и трещин то, что раствор гидрата окиси аммония и дробленые частицы твердого сплава помещают в закрытую емкость цилиндрической формы, импульсивно встряхивают массу частиц, резко опрокидывая эту массу по типу песочных часов, перемещая с одного основания цилиндра на другое. За время обработки частицы успевают разрыхлить окалину с поверхности, ударяясь друг о друга и находясь в растворе гидрата окиси аммония. Раствор гидрата окиси аммония ускоренно проникает в поры, трещины, капилляры, интенсивно растравливает окисную стенку их, затем полирует стенки. Образующие продукты обработки интенсивно из них удаляются. Но в порах, капиллярах, трещинах дробленой частицы остается аммиак в растворе, который, как оказалось в результате проведенных экспериментов, способствует улучшению качества полученного композиционного материала, в случаях использования флюса, содержащего соединения бора с фтористым аммонием (фиг.4, 5), а также и композиционного материала, который изготовляют в присутствии флюса не содержащего фтористый аммоний (например, смесь буры и борной кислоты (фиг.3)). Таким образом способ расширяет свои возможности -улучшает качество получаемого изделия в виде прутка (композиционного материала для напайки на рабочую поверхность бурового режущего инструмента в виде абразивного покрытия), защищая твердосплавную составляющую прутка от термоудара и разрушения в процессе изготовления, что не возможно было ранее достичь с использованием в прототипе флюса из смеси буры и борной кислоты и предварительным обезжириванием их поверхности растворителями (бензин, ацетон и т.д.).

Сопоставление заявленного изобретения с другими техническими решениями того же направления показал, что известен способ обработки поверхности твердосплавного материала, вольфрама с использованием гидрата окиси аммония. Обработку как и в заявленном способе ведут в присутствии гидрата окиси аммония в растворе, содержащем смесь гидрата окиси аммония 3-10% или 5-10%, едкого натрия 3-10% или 5-10%, остальное - воду. (Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу, с.198-199, реактивы №47 и 45 соответственно) Но как показали исследования, это электролитический способ обработки поверхности вольфрама (Д=50-300 А/дм²), он не достигает поставленной заявленным изобретением цели, т.к он агрессивен из-за сочетания едкого натрия и гидрата окиси аммония. При использовании высокой плотности тока он приводит к сглаживанию острых кромок твердосплавных частиц, что не допустимо при использовании этих частиц в дальнейшем как режущих элементов в буровом инструменте. Состав требует длительной отмывки травителя с поверхности вольфрама и его сплавов, т.к. иначе он способствует развитию коррозионных процессов, особенно при высокотемпературном взаимодействии связки, флюса с использованием фтористого аммония и дробленых частиц твердого сплава. В соответствии с этим заявленное техническое решение имеет «новизну», «изобретательский уровень» и «промышленно применимо», т.к. испытано в лабораторных условиях и в условиях эксплуатации, после напайки прутков, изготовленных способом, предложенным в изобретении, на рабочую поверхность скваженных фрезеров типа ФО или ФА, ФС.

Предлагаемое изобретение внедряется в ООО «БИТТЕХНИКА» при напайке на рабочую поверхность скваженных фрез различного типа и готовится к внедрению в организации, связанные с получением готовых прутков для качественной пайки и на буровой инструмент абразивного покрытия с высокими режущими свойствами и повышенной износостойкостью.

Для экспериментальной проверки заявляемого способа были подготовлены составы шихты, содержащие в качестве припоя, т.е. связки получаемого композиционного материала, следующие химические составы: №1 - медь - основа, цинк - 29,9%, никель - 16,4%, кобальт - 5,0%; №2 - медь - основа - цинк - 40,3%, никель - 12,6%, кобальт - 5,8% (табл.1). В качестве наполнителя использовали дробленые частицы твердого сплава ВК 8. Флюс использовали составов: в мас.% №1 - бура - 60%, борная кислота - 35%, фтористый аммоний - 5%; №2 - бура - 45%, борная кислота - 45%, фтористый аммоний - 10%; №3 - бура 50%, борная кислота 50% (табл.2). Гидрат окиси аммония использовали готовый: №1 - 10% и №2 - 25% водные растворы, широко распространенные составы, применяемые для бытовых целей (табл.3). Наполнитель готовили из пластин твердого сплава ВК 8 и отработанных волок путем механического дробления вручную. Дробленые частицы подвергали селекционированию, отбирая частицы заданных размеров. Поверхность частицы неоднородна по своему рельефу. Так, одни частицы имеют все поверхности рыхлые с вскрытыми в результате дробления порами, капиллярами и трещинками, имеющимися в объеме пластины или волоки, другие - одну поверхность рыхлую, а другую плотную (первоначальную, сохранившуюся неизменной). В результате, в зависимости от условий дробления, длительность хранения, загрязненности и степени окисления, имеем перед смешиванием компонентов шихты дробленые частицы с поверхностью низкого качества. Для повышения качества поверхности и эксплуатационных качеств режущей составляющей и связки в композиционном материале дробленые частицы твердого сплава после их селекционирования помещали в закрытую прозрачную емкость цилиндрической формы с соотношением длин ее осей - поперечной к продольной 1:2. Затем емкость с дроблеными частицами в ней заполняли раствором гидрата окиси аммония - 10% или 25% (табл.3) в зависимости от состава используемого флюса. Так 10% желательно раствором гидрата окиси аммония заливать емкость, когда используют флюс, для покрытия им шихты в дальнейшем, содержащий в своем составе буру и борную кислоту (табл.2 п.3) или добавляли фтористый аммоний 4% и более (табл.2; табл.4 п.3, 4, 5) и 25% раствором - преимущественно в случае использования флюса, не содержащего фтористый аммоний (см. таблицу 4 п.3, 6, 7).

Дробленые частицы подвергали импульсному движению в емкости, в направлении, перпендикулярном направляющей цилиндра, со скоростью сброса массы частиц с одного его основания на другое, равной 1 сброс/сек, с промежутками между сбросами, равными 1-2 секундам, что интенсифицирует процессы, идущие как на поверхности частиц, так и в ее объеме (в порах, капиллярах, трещинах). Такую обработку сопровождали периодической заменой загрязненной части раствора гидрата окиси аммония на чистый до тех пор, пока очередная порция раствора в емкости не останется визуально чистой, а поверхность дробленых частиц будет светлой и освобожденной от окислов и рыхлой части поверхности. Благодаря прозрачной поверхности емкости такой контроль состояния частиц не затруднителен и надежен, что подтверждено диаграммами состояния изготовленного прутка, по сравнению с диаграммами состояния прутков, изготовленных с применением известных способов предварительной обработки дробленых частиц, (см. диаграммы 2, 3). Затем раствор гидрата окиси аммония сливали из емкости, дробленые частицы извлекали и помещали на сито с меньшими ячейками, чем размер частиц. Частицы высыхали на воздухе на сите со всех сторон равномерно (см. диаграмму 4), в отличие от высушивания на сплошной подложке, поддоне и т.д. (см. диаграмму 3). Экспериментально установлено оптимальное время высушивания с тем, чтобы испарялся раствор в основном с открытой поверхности частиц и задерживался в порах, капиллярах, трещинах, положительно влиял впоследствии на работу флюса и процесс изготовления композиционного материала (см. диаграммы и таблицы). Оптимальное время высушивания - 2 часа, менее которого свойства частиц было не стабильно из-за повышенной влажности поверхности, ухудшающей адгезионные силы сцепления связки - припоя с частицами твердого сплава в период расплавления припоя и взаимодействия компонентов. Более длительное время высушивания ведет к испарению раствора из пор, капилляров, трещин, что автоматически снижает активизацию флюса. После высушивания и взвешивания дробленые частицы твердого сплава размещали в форме равномерно по всей длине, взвешивали предварительно нарезанный на кусочки припой, размещали кусочки припоя плотно над дроблеными частицами также равномерно по всей длине формы, получали шихту, а затем покрывали шихту слоем флюса (составы - см. таблицу 2). Полученную шихту с флюсом помещали в печь и выдерживали при температуре расплавления припоя время, достаточное для получения качественного композиционного материала. Защитной средой в заявленном способе служат одновременно действующий флюс и гидрат окиси аммония.

По сравнению с прототипом заявляемое изобретение имеет следующие преимущества. Способ позволяет существенно улучшить процессы смачивания и пропитки как флюсом связки и твердосплавных частиц, так и смачивания и пропитки расплавом припоя пор и капилляров дробленных твердосплавных частиц из-за использования раствора гидрата окиси аммония, который обезжиривает, сглаживает шероховатости, рыхлит и удаляет окисную пленку на открытой поверхности твердосплавных частиц и на стенках пор и капилляров в частицах, а также за счет импульсивного движения цилиндрической формы замкнутой емкости, в которой предварительно обрабатывают (перед смачиванием припоем) дробленые твердосплавные частицы, в режиме резкого импульсивного движения вдоль направления большей оси цилиндра, т.е. в направлении, перпендикулярном направляющей цилиндра, интенсифицирующего процесс очистки как открытой поверхности частицы, так и стенки пор и капилляров в ней. Способ позволяет, при использовании в качестве флюса состава, содержащего фтористый аммоний, увеличить температурно-временной диапазон активности флюса за счет наличия в дробленых частицах твердого сплава в порах и капиллярах раствора гидрата окиси аммония после высушивания открытой поверхности. Способ усиливает адгезионные связи компонентов при расплавлении припоя за счет образования комплексных соединений и образования соединений свободного кобальта с компонентами припоя и получения прочного промежуточного граничного слоя между связкой-припоем и дроблеными твердосплавными частицами в процессе изготовления композиционного материала, (табл.5). Способ позволяет упрочнить наполнитель - дробленые частицы твердого сплава за счет того, что в результате взаимодействия кобальта, имеющегося в частице, с гидратом окиси аммония образуется устойчивое комплексное соединение, создающее напряжение сжатия в частице, а это в основном стенки пор и капилляров, трещин, т.е. дефектных мест, куда и проникает раствор гидрата окиси аммония.

Как показали эксперименты, предварительная обработка дробленых частиц раствором гидрата окиси аммония увеличивает жидкотекучесть флюса и улучшаются адгезионные связи связки с наполнителем в композиционном материале с использованием флюса, содержащего только смесь буры с борной кислотой (табл.4, 5), таким образом расширяется возможность заявляемого способа обработки частиц - улучшается взаимосвязь компонентов и качество композиционного материала, исчезают поры в изделии, что не наблюдалось ранее. Способ позволяет снять напряжение на границе раздела компонентов, т.к. нет резкого перехода от связки к наполнителю (см. диаграммы 4, 5).

Способ экологически чистый, т.к. очистка дробленых частиц твердого сплава проводится в закрытой емкости, из которой сливают раствор в емкость, где находится нейтрализующее гидрат аммония вещество (раствор кислоты), а также возможно повторное использование раствора гидрата окиси аммония после его очистки, используя закрытую систему регенерации.