Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКОГО ТВЕРДОГО СПЛАВА СО СЛОЖНОЙ КАРБИДНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

В основном авт. св. №39396 описан способ получения твердых сплавов, по которому изготовляет сложные карбиды из суспензии смеси окислов тугоплавких металлов с сажей с последующей сушкой, восстановлением и карбонизацией.

По предлагаемому способу проводят процесс восстановления и карбонизации в две стадии с тем, чтобы можно было регулировать, если нужно, содержание углерода перед последней стадией.

Снижение температуры карбонизации до возможного минимума дает более мелкий сложный карбид, легко спекающийся с цементирующим металлом и дающий сплав с весьма плотным мелко-зернистым изломом и повышенной прочностью и сопротивлением истиранию вследствие дисперсности распределения карбидных частиц, но для повышения режущих свойств целесообразно наличие среди этих дисперсных карбидных частиц некоторого количества также и включений более крупных, угловатых частиц режущего карбида.

Пример. Согласно способу по авт. св. №39396 размалывается аммиачная суспензия, состоящая из (в кг) WO₃ 9,5, TiO₂ 2,7, сажи 1,7.

Взятое количество вольфрама и титана дает после карбонизации сложный карбид, содержащий (в %) TiС 20 и С 80, данное количество сажи расчитано на восстановление и карбонизацию окиси титана и только на карбонизацию вольфрама.

Восстановление же WO₃ до вольфрама происходит следующим образом. Высушенную и размолотую суспензию засыпают в железные лодочки, которые медленно продвигают через трубчатую печь с постепенным подъемом температуры по длине трубы от 400°С у входа до 850°С у выхода из печи в холодильник. Навстречу лодочкам пропускают быстрый ток (около 500 л/мин) сухого водорода. В результате этой операции кислород, связанный c WO₃, удаляется, количество углерода остается почти неизменным и получается весьма тонкий порошок, состоящий из дисперсной смеси мелких частиц вольфрама, окиси титана и сажи.

Порошок анализируется на содержание углерода и в случае необходимости к нему добавляют необходимое количество сажи из расчета на восстановление и карбонизацию TiO₂ и карбонизацию вольфрама.

После восстановления порошок набивается в угольные патроны и прокаливается в атмосфере водорода или окиси углерода при 1400-1500°С в течение 2-3 час.

Таким образом (несмотря на такую низкую для карбонизации титана температуру, которую по литературным источникам и из производственной практики всегда рекомендуют держать не ниже 1700-1900°С) получают мелкий порошок, c величиной зерен не более 0,002-0,003 мм сложного вольфрамо-титанового карбида в форме твердого раствора. Затем к 1 кг этого порошка добавляют 100 г карбида титана, полученного прокаливанием окиси титана с сажей при температуре не ниже 1750°С, и 100 г порошка кобальта. Вся смесь размалывается в отельной или чугунной мельнице, прессуется в нужной формы изделия и спекается при температуре 1450-1550°С.

В результате получают сплав с высокой прочностью и твердостью при наличии дисперсных карбидных частиц, полученных из суспензии окислов и с большим сопротивлением истираемости и с повышенной режущей способностью за счет включения частиц механически примешанного карбида титана.

Такой сплав в отличив от обычных свойств богато-титановых твердых сплавов обладает не только высокой режущей способностью, но и выдерживает увеличенные сечения снимаемой стружки при обработке металла.

Взамен приведенных соотношений общее содержание карбида титана (связанного и свободного) в сумме карбидов может колебаться от 15 до 40%, причем не меньше половины его должно быть введено в сплав в форме сложного низко-температурного карбида, полученного предлагаемым способом, а содержание кобальта может колебаться от 6% до 15% в готовом сплаве в зависимости от его назначения.

Кроме того, частично или полностью могут быть заменены зквивалентными количествами вольфрам на молибден, титан на ванадий или ниобий на тантал и кобальт на никкель.