Способ изготовления электродных твердосплавных материалов

 

Использование: изготовление электродных материалов для электроискрового легирования металлических поверхностей, Сущность изобретения: способ включает приготовление экзотермической смеси порошков металлов IV-VI группы, неметаллов из группы углерода и/или бор, металлов группы железа или сплавов на основе железа , брикетирование, инициирование реакции горения, самораспространяющийся высокотемпературный синтез и последующее горячее деформирование продуктов синтеза. Новым, в способе является то, что перед приготовлением в смесь дополнительно вводят ультрадисперсный .алмазный порошок в количестве 3-20 мас.%, причем алмазный порошок берут с удельной поверхностью 100-500 м2/г. 2 табл. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 1/05

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4943675/02 (22) 25,03,91 (46) 15,01,93. Бюл, ¹ 2 (71) Московский институт стали и сплавов и

Институт структурной макрокинетики АН

СССР (72) Е.А.Левашов, А.Г.Мержанов, И.П.Боровинская, Ю,В.Богатов, Т.А.Шевелева, Г.В.Сакович, М.Г,Потапов, В.Н,Шалюта, А,М.Столин, А.Г. Кост и В. В, Подл есов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1577176, кл. С 22 С 29/00, 28,03,88.

Мержанов А.Г., Боровинская И.П„Юхвид В.И. и др. Новые методы получения высокотемпературных материалов, основанные на горении — B кн, Научные основы материаловедения, М,: Наука, 1981, с.193 †2, Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу изготовления твердосплавных материалов для электроискрового (ЭИЛ) легирования металлических поверхностей и может быть использовано при упрочнении режущего инструмента, штамповой оснастки и деталей машин.

Известен способ изготовления электродов на основе тугоплавких соединений титана для ЭИЛ инструмента, Недостатком известного способа является низкая эффекгивность процесса легирования при невысоких характеристиках легиоованного слоч (л.с,).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изоб етению является спОсоб изготовления твердосплавных материалов, включающий приготовление смеси порош. Ы 1788061 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: изготовление электродных материалов для электроискрового легирования металлических поверхностей, Сущность изобретения: способ включает приготовление экзотермической смеси порошков металлов К вЂ” Vl группы, неметаллов из группы углерода и/или бор, металлов группы железа или сплавов на основе железа, брикетирование, инициирование реакции горения, самораспространяющийся высокотемпературный синтез и последующее горячее деформирование продуктов синтеза. Новым в способе является то, что перед приготовлением в смесь дополнительно вводят ультрадисперсный алмазный порошок в количестве 3 — 20 мас.%, причем алмазный порошок берут с удельной поверхностью 100 — 500 м2/г, 2 табл. ков металлов lY — Vl группы, углерода и/или бора, металлов группы железа, их брикетй рование, синтез материала в режиме горе-. ния с последующим горячим деформированием продуктов синтеза, Однако данный способ не позволяет получать электроды, обеспечивающие высокую эффективность процесса легирования и эксплуатационные характеристики покрытия.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса легирования и эксплуатационных характеристик покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления электродных твердосплавных материалов, преимущественно для получения покрытий методом электроискрового легирования, включающем приготовление экзотермической смеси порошков

1788061

20

45 металлов IV — VI группы, неметаллов из группы углерод и/или бор, металлов группы железа или сплавов на основе железа, брикетирование, инициирование реакции горения, самораспространяющийся высокотемпературный синтез и последующее горячее деформирование продуктов синтеза, согласно изобретению, в смесь дополнительно вводят ультрадисперсный алмазный порошок (УДА) в количестве 3-20 мас., причем У/ А берут с удельной поверхностью

100 †5 м /r.

Пример. Предлагаемый способ изготовления электродных материалов для ЭИЛ реализован следующим образом. Готовят экзотермическую смесь порошков металлов

И-И группы; неметаллов из группы углерод и/или бор и металлов группы железа или сплавов на основе железа. Составы смесей представлены в табл. 1; В качестве добавки используют ультрадисперсный алмазный порошок с удельной поверхностью 100—

500 м /г. Верхний размер частиц (500 м /г) ограничен тем, чтб с увеличением диспеосности алмазного порошка более 500 м /r происходит образование крупных конгломератов в электродном материале, что приводит к неравномерному распределению

УДА в покрытии. Нижний предел (менее

100 м /r) ограничен тем, что УДА не выступает как модификатор структуры.

Смесь предварительно брикетируют до определенной плотности и размеров, а затем инициируют реакцию горения. По брикету пробегает волна горения со скоростью

1-10 см/с. После этого продукты синтеза, находящиеся при высокой температуре в высокопластичном состоянии подвергают компактированию по схеме одноосного или двухосного сжатия, либо выдавливают через матрицу;

Электроискровое легирование полученными материалами осуществляют на воздухе на промышленной установке "Элитрон

22А" в режиме III, Ip = 1,0 — I,4 А, f = 200 Гц.

В качестве подложки используют нержавеющую сталь Х18Н10Т, Кинетику легирования изучают весовым методом, Испытания на износ проводят по схеме "вал-ролик" при скорости скольжения 1 Н/с и нагрузке

0,3 МПа. Сопрягаемые с покрытиями поверхности снаружи покрывают алмазосодержащим слоем на бронзовой связке, B табл. 2 представлены параметры процесса ЭИЛ и характеристики покрытий при

ЭИЛ стали Х18Н10Т электродными материалами; полученными предлагаемым способом, Состав смеси соответствует Ъ п/и табл, 1.

Из табл. 2 следует, что предлагаемый способ позволяет получать электродные материалы для ЭИЛ, обладающие значительно большей эффективностью процесса ЭИЛ, что соответственно увеличивает эксплуатационные характеристики получаемых из них покрытий: толщину слоя до 30 мкм, сплошность до 100%, износ покрытий за 10 км пути снизился до 30 — 40 мкм, увеличив ресурс работы л.с. до 11 км.

Использование заявляемого изобретения позволяет увеличить стойкость режущего инструмента и штамповой оснастки в 4 — 5 раз, Формула изобретения

1. Способ изготовления электродных твердосплавных материалов, преимущественно для получения покрытий методом электроискрового легирования, включающий приготовление экзотермической смеси порошков металлов IV-Vl группы, неметаллов из группы углерод и/или бор, металлов группы железа или сплавов на основе железа, брикетирование, инициирование реакции горения, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, последующее горячее деформирование продуктов синтеза, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса легирования и эксплуатационных характеристик покрытия, в смесь дополнительно вводят ультрадисперсный алмазный порошок в количестве 3-20 мас.%.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что берут ультрадисперсный алмазный порошок судельной поверхностью100500 м /г.

1788061

Таблица 2

30

Составитель Е, Левашов

Техред М,Моргентал Корректор И, Муска

Редактор

Заказ 5" Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101