Способ изготовления спеченных изделий из вольфрама

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВОЛЬФРАМА, включающий прессование заготовок из порошка , спекание, горячую прокатку, отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения трещиностойкости , заготовку после отжига дополнительно нагревают до 0,951 ,2 температуры вязко-хрупкого перехода вольфрама, выдерживают при этой температуре в течение 0,5 - 1 ч, а затем охлаждают до комнатной температуры в масле.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сссс

РЕаЪБЛИН

Ogl (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с ABTopctloMY ссидстссьствс с

1 (21 ) 3455650/22-02 (22 ) 18. 06 ° 82 (46 ) 23 ° 01. 84. Бюл. Р 3 (72) В.Т.Трощенко, A.Â.Áàáàê., E.И.Усков, Е.Э.Засимчук, Ю.A.Моисеев, В.С.Гнучев, Б.Г.Графов, И.В.Шеина, Я.N.Âèòîðñêèé, Е.И.Рабинович и Б.И.Ольшанский (71) Институт проблем прочности

AH Украинской ССР (53) 621.762.5:621.762.8(088.8) (56) 1. Патент Японии Р 54-28811, кл. 10 A 60, опублик. 1979.

2. Агте К., Вацек И. Вольфрам и молибден. И.-Л., "Энергия", 1964, с. 128-136, 195-198, 259.

УД)В 22 F 3/24 С 22 F 1 18 (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕН-, НЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВОЛЬФРАМА, включающий прессование заготовок из порошка, спекание, горячую прокатку, отжиг,отличаюцийся тем, что, с целью повышения трешиностойкости, заготовку после отжига дополнительно нагревают до 0,951,2 температуры вязко-хрупкого перехода вольфрама, выдерживают при этой температуре в течение 0,5 - 1 ч, а затем охлаждают до комнатной температуры в масле.

1068229

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу производства изделий из вольфрама.

Известен способ производства из делий из вольфрама, заключающийся 5 в том, что металлический порошок предварительно прессуют, затем проводят нагрев для спекания на воздухе, прокатывают и отжигают Г1 ).

Недостатком способа является низкая прочность изделий при высоких температурах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления спеченных иэделий иэ вольфрама, включающий прессование заготовки из порошка, спекание, горячую прокатку и отжиг. Отжиг осу ществляют при температуре ниже тем- пературы первичной рекристаллизации Г2 3°.

Недостатком известного способа является низкая трещиностойкость.

Цель изобретения - повышение трещи настой кости и зделий .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу и з гото вления спеченных изделий иэ вольфрама, включающему прессование заготовки из порошка, спекание, горячую прокатку, отжиг, заготовку после отжига допслнительно наг-евают до

0,.95-1,2 температуры вязко-хрупкого перехода вольфрама, выдерживают при этой температуре в течение 0,5-1 ч, 35 а затем охлаждают до комнатной температуры в масле.

При нагреве вольфрама до температуры Т, материал обладает максив мальвой трещиностойкостью. Предпри- 40 нятая попытка сохранить формирующуюся при этой температуре структуру и при более высоких температурах путем быстрого охлаждения (закалка в масло ) дала положительный результат, что послужило основанием для оптимиэ ации существующей технологии производства вольфрамовых изделий методом порошковой металлургии.

Способ осуществляется следующим образом.

При изготовлении пластин иэ вольфрама исходный вольфрамовый порошок размещают внутри пресс-формы с хорошо отшлифованными внутренними по-. верхностями. Преcc-форму помещают в зажимное устройство пресса, которое должно быть очень надежным, чтобы гарантировать отсутствие пластической деформации пресс-формы во время 60 прессования.

Давление, производимое плунжером гидравлического пресса, должно быть строго перпендикулярно по отношению. к пуансону пресс-формы.

Пресс-формы заполняют точно отвешенным количеством металлического порошка. Чтобы избежать неоднородной плотности штапйка, порошок распределяют возможно более равномерно.

Для этого заполнение пресс-формы производят на вибрационных столах °

По окончании прессования прессформу извлекают из зажимного приспособления, разбирают и извлекают прессованный штапик, который затем спекают.

Спекание проводят в печи для спекания вольфрамовых штапиков при

2200 С, после чего спеченный материал охлаждают до 1700 C и подают на прокатный стан.

Прокатку производят на двухвалковых станах. Валки точно отшлифовывают так, чтобы зазор между ними по всей рабочей длине оставался постоянным. Температура нагрева валков. не превышает 300-350О С.

Температура нагрева материала к началу процесса составляет 16501680 С, по окончании процесса снижается до 1400-1450 с.

После прокатки пластины охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Охлажденные пластины помещают в печь для отжига, где они нагреваются до 1200 о С, выдерживаются в течение одного часа для снятия остаточных напряжений, возникающих при прокатке, и охлаждаются вместе с печью до

150 С, а затем на воздухе до комнатной температуры.

Отожженные пластины повторно нагревают до температуры Т „ в специальв ной печи, выдерживают в течение времени, обеспечиваюцего равномерный прогрев всей массы пластины, и затем быстро погружают в емкость с маслом.

Ф

После охлаждения пластин вместе с маслом до комнатной температуры пластины извлекают иэ емкости и очищают от масла. Из полученных таким образом пластин и з готавлив ают необходимые детали и изделия, пред- назначенные для работы в условиях высоких температур.

При проведении дополнительной операции — закалки — время выдержки пластик при температуре Т „ опредев ляют из тарировочных соотйошений между временем выдержки и массой. пластины,,оно составляет 0,5-1 ч.

В таблице 1 и 2 представлены значения критического коэффициента интенсивности напряжений К„при различных температурах в зависимости от температуры и длительности дополнительной термообработки.

1068229

Таблица 1

Х, МПа м при, С

Темпер атур а з акал ки

800

1200 1600 2000

600

20 500

29,0 40,3

7,0

15,0

30,0

43,0

50,0

Исходная

15,6 7,0

28,4

41,4

7,1

15,1

29,1

40,6

42,5 31,6

42,7 33,2

9,8

19,3

20,6 10,5.

25,8 16,2

44,8 48,8

50,0 45,6 38, 4

Та блица 2

Время выдержки при Т - "T„, мин

Показ атель

240

120

15

К,) при 20 С, мПа-м 2

33,4

44,8

44,9

44,7

30,0

Из приведенных результатов видно, что значения параметра трещиностойкости К исходного и термообработанного вольфрама при Т = Т практически равны и составляют

50 ЫПа м ц . При других температурах, как более высоких, так и более низких, трещиностойкость термообработанного вольфрама выше по сравнению с исходным.

Введение в известную технологию . производства вольфрамовых пластин

Т а б л и ц а 3

Термическая обработка при, C

Показ атель

1600 2000

20 400 500 . 800 1000 1200

Эффект, повышение трещиностойкости, Ъ

28

122

21 9

53 36

Благодаря повышению трещиностой- менении предлагаемого способа обракости вольфрамовых изделий при при- 65 ботки вольфрама повышается работо0,90 Т„

1,25 Т„

0,95 T„

1,20 Tõ

ТВ дополнительной операции приводит к формированию в получаемом материале структуры, более устойчивой к тем4О пературному воздействию особенно при высоких температурах (- 2000 C) .

Благодаря этому существенно повысилась трещиностойкость иэделий.

В табл. 3 показана эффективность введения дополнительной термической обработки в технологию производства вольфрама методом порошковой металлургии.

1068229

Составитель С. Багрова

Редактор И.Шулла Техред И.Метелева Корректор П.Патай

Заказ 11367/9 Тираж 779 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 способность этих изделий и уменьшается возможность преадевременного их раэрувюння. Так как вольфрамовые иэделия, как правило, являются конструкционной частью объектов-новой техники, надежность работы укаэанных иэделий является весьма существенным фактором.