СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

Известны способы получения твердых сплавов спеканием спрессованных порошков карбидов металлов в смеси с более легкоплавкими порошками цементирующих металлов. При белокалильном жаре металлические порошки, сплавляясь с карбидами и между собой, превращают спрессованные изделия в монолитные тела.

В прессованных сплавах физическая и химическая характеристика присадочного материала является одним из важнейших моментов, определяющих вязкость сплава. Присадочные порошкообразные металлы в производстве прессованных твердых сплавов получаются четырьмя способами: 1) восстановлением кислородных соединений металлов, 2) разложением органических солей, 3) вытеснением из растворов соответствующих солей и металлов по ряду напряжения менее “благородным металлом”, и 4) разложением карбонилов.

В некоторых случаях для улучшения механических свойств твердых сплавов рекомендуется применение электролитических металлов, или добавочной присадки (хрома, марганца или меди) к основному цементирующему металлу железной группы.

Порошки металлов, получаемые по всем указанным способам, содержат акклюзированные газы и низшие кислородные соединения, образующиеся вследствие громадной поверхности, а следовательно, и химической активности распыленных металлов. Вследствие подобных загрязнений механические свойства получаемых твердых сплавов весьма низкие. Изобретенный способ получения твердых сплавов устраняет этот основной недостаток введением в смесь цементирующей присадки в виде очень тонких порошков, которые получают введением распыленного жидкого присадочного металла или сплава в ограническое жидкое вещество, напр., спирт, бензин, ацетон и т.д., к которым прибавляется не выше 20% от веса растворителя органических веществ с более высокой температурой кипения или разложения, (например, каучук, смолы, гуттаперча). Распыление осуществляется одним из двух основных методов: 1) электрическим, напр., по способу Сведберга, образованием дуги переменного тока высокого напряжения между распыляемыми электродами, погруженными в органическую жидкость и 2) распылением струей инертного газа расплавленного или испаряющегося металла, с поглощением образующейся пыли в органических жидкостях.

Учет распыленного вещества осуществляется взвешиванием электродов и обмером жидкости. К органическим жидкостям, как уже указано, добавляют растворимые органические вещества с более высокой температурой кипения или разложения, напр., каучук, смолу, гуттаперчу и т.д., в количестве не более 20% от веса растворителя.

Органические вещества с распыленными металлами или сплавами, по желаемому расчету, смешиваются с порошками твердых соединений металлов, напр. с карбидами.

Практичиски смешивание производится в.пропорции от 2 до 40% распыленных металлов с 98-60% твердых соединений. Полученная смесь подсушивается, при перемешивании, до состояния пасты. Паста формуется штамповкой, прессованием, лепкой и т.д. в желаемые формы и сушится вторично при температуре не выше 200° до полного удаления растворителя. При сушке введенные органические соединения (каучук, смола и т.д.), имеющие более высокую точку плавления и кипения, предохраняют порошки от окисления. Высушенные изделия достаточно прочны и могут дополнительно механически обрабатываться на токарных, сверлильных и прочих станках.

Окончательно сформованные порошки спекаются при белокалильном жаре в вакууме или в среде газов, практически инертных для данных порошков. Время спекания зависит от размера изделия и состава материала и колеблется от 1 до 6 часов. После спекания порошки образуют твердые тела с высокими механическими свойствами.

Смесь органического вещества с распыленными металлами или сплавами и порошками твердых соединений металлов может быть переработана и по другому варианту. Смесь сушится при температуре не выше 200° до полного удаления растворителя. Полученные после просушивания порошки насыпаются в тугоплавкие формы, напр. угольные, и прессуются при нагревании формы выше 1300°. Смешение порошков (сплавление) протекает в течение 15-60 мин., при давлении порядка 100 кг/см².