Способ изготовления твердосплавных гранул

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ГРАНУЛ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Баран Анатолий Александрович Побережный Сергей Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Способ изготовления твердосплавных гранул, при котором смешивают порошки карбида вольфрама и кобальта, пластифицируют полученную смесь растворенным в бензине каучуком, прессуют, после прессования заготовку подвергают размолу и ситовому разделению на фракции, смешивают образовавшиеся гранулы с более мелкодисперсной инертной неспекаемой засыпкой, проводят жидкофазное спекание в вакуумной печи и выделяют спеченные твердосплавные гранулы путем ситового отсева инертной засыпки. Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изготовления твердосплавных изделий, и может быть использовано при изготовлении алмазно-абразивного инструмента путем введения твердосплавных гранул в качестве износостойкого наполнителя связок. Известны способы изготовления твердосплавных смесей путем одновременного смешивания карбидов и кобальта в шаровой мельнице в среде этилового спирта 1. Недостатком данного способа изготовления твердосплавных смесей является высокая остаточная пористость твердосплавных изделий после спекания - более 1 . В качестве прототипа выбран способ изготовления твердосплавных изделий, включающий смешивание порошков карбида вольфрама и кобальта, пластифицирование полученной смеси составом растворенного в бензине каучука, прессование и жидкофазное спекание в вакуумных печах 2. При таком способе изготовления твердосплавных изделий достигается высокая плотность твердосплавных изделий после спекания, но при этом гранулы, полученные по данной технологии, имеют предел по минимально возможному диаметру - не менее 2 мм. При прессовании гранул меньшего диаметра полученные изделия обладают низкой плотностью и высокой хрупкостью, что не позволяет их использовать в качестве износостойкого наполнителя связок в алмазно-абразивном инструменте. Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в получении твердосплавных гранул диаметром до 400 мкм за счет использования способа изго 17411 1 2013.08.30 товления твердосплавных гранул, при котором смешивают порошки карбида вольфрама и кобальта, пластифицируют полученную смесь растворенным в бензине каучуком, прессуют, после прессования заготовку подвергают размолу и ситовому разделению на фракции,смешивают образовавшиеся гранулы с более мелкодисперсной инертной неспекаемой засыпкой, отжигают, проводят жидкофазное спекание в вакуумной печи и выделяют спеченные твердосплавные гранулы путем ситового отсева инертной засыпки. Предлагаемый способ получения твердосплавных гранул на несколько порядков производительнее прототипа. Опытным путем установлено, что при спекании твердосплавных гранул предлагаемым способом можно получить гранулы размером до 400 мкм. Сущность изобретения поясняется следующим примером. Твердосплавная смесь ВК 8 замешивалась с пластификатором, после чего полученная тестообразная масса подсушивалась и гранулировалась. Шихта, полученная таким образом, была готова к прессованию экспериментальных образцов. Прессование образцов осуществляли на пресс-автомате фирмыв пресс-форме по стандартной схеме. В данном случае форма и размер образца не имеют принципиального значения. Затем полученный образец размалывали (протирали) на сите 500 мкм. Отсеянные гранулы размером до 400 мкм, но не менее 130 мкм смешивали с порошком оксида алюминия - инертная неспекаемая засыпка. Предварительно отожженную с целью удаления пластификатора смесь спекали в печи СГВ-2.4.2/15 ИЗ. Режим спекания выбрали следующий подъем до 900 С - 120 мин, выдержка при 900 С - 30 мин, подъем до 1200 С - 60 мин, выдержка при 1200 С - 30 мин,подъем до 1380 С - 90 мин, выдержка - 40 мин. Охлаждение до 800 С, выдержка при 800 С - 40 мин, далее охлаждение с печью до комнатной температуры. Остаточное давление - 1,3310 Па. Коэффициент усадки образцов после спекания составил 1,23. Затем производили отсев полученных твердосплавных гранул от инертной засыпки порошка оксида алюминия. В итоге были получены твердосплавные гранулы размером 100-400 мкм. Анализ полученных результатов исследования микроструктуры, фазового состава и физико-механических свойств полученных по предлагаемому способу твердосплавных гранул показал, что уровень физико-механических свойств и структура полученных гранул соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям из спеченного твердого сплава (ГОСТ 3882-85). Как видно из приведенных результатов, получены твердосплавные гранулы размером 100-400 мкм с необходимым уровнем физико-механических свойств, причем получение гранул такого размера по способу-прототипу невозможно. Изготовление аналогичных гранул размером более 2000 мкм по способу-прототипу имеет гораздо более высокую трудоемкость изготовления (в 3,2 раза) по сравнению с заявленным способом. Источники информации 1. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. - М. Металлургия, 1976. - 528 с. 2.2203340 2, МПК 722 29/08,22 3/12, 2003. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.