Способ получения многослойных изделий

 

Сущность изобретения. В наполнитель и/ипи смесь, содержащие алмазный порошок, дополнительно вводят порошок гидрида титана дисперсностью 63 - 20 мкм в количестве 5-20 мас%, брикетируют слои смеси и наполнителя, размещают их в виде чередующихся слоев, инициируют реакцию горения в смеси и по завершении реакции проводят горячее деформирование продуктов рения Предложенный способ позволяет увеличить износостойкость получаемых изделий не менее чем на 160% 2 табл

(is) RU (iц 2000886 1 (51) 5 В22ГЗ 14 С22С1 05

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ aw шинами, :1БЛИОтЕк р, 1

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

Ю

Ю

Ю

OO (21) ЯИ9608/02 (22) 25.0692 (46) 15.10.9Э Бюп. Na Э7-38

P1} Московский институт стали и сплавов

P2) Падюков КЛ„Левашов ЕА; Ермилов А.Г, Богатов Ю.в„ Питюлин АН. Боровинская И.П. (ТЗ) Московский институт стали и сплавов (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОИНЫХ . ИЗДЕЛИЙ (57) Сущность изобретения. B напопнитель и/ипи смесь, содержащие алмазный порошок дополнительно вводят порошок гидрида титана дисперсностью 63 — 20 мкм в количестве 5 — 20 мас96, брикетируют слои смеси и напопнитепя, размещают их я виде чередующихся слоев. инициируют реакцию горения в смеси и по завершении реакции проводят горячее деформирование продуктов rd- рения Предложенный способ позволяет увеличить износос ойкос ь получаемых изделий не менее чем на 16.0% 2 табл.

2000886

Изобретение относится к порошковой ч таллургии, в часть ".сти, к способам получения износостойких алмазосодержащих материалов.

Известен способ получения многослойных изделий, включающий смешение компонентов, предварительную подпрессовку и спек»вмие в камере высокого давления.

Недостатком известного способа являются трудности получения крупногабаритных износостойких алмазосодержащих двухслойных пластин.

Известен способ получения многослойных изделий, включающий приготовление наполнителя и экэотермической смеси порошков металлов и неметаллов с введением дополнительно в наполнитель и/или смесь порошка алмаза дисперсностью не менее

63 мкм в количестве 7 — 50 об,g. брикетирование слоев смеси и наполнителя, размещение экзотермической смеси и наполнителя в виде чередующихся слоев при условии, что масса смеси составляет 40-90 от массы загрузки, локальное инициирование реакции горения в смеси, последующее горячее . деформирование продуктов горения, Данный способ является наиболее близким к предложенному.

Недостатком известного способа является не достаточно высокая износостойкость рабочих поверхностей изделий в связ с раэупрочнением и частичной графитизацией алмазных зерен е процессе синтез"". е режиме СВС.

Сущность изобретения заключается е том, что е способе получения многослойных изделий. включающем приготовление наполнителя и экзотермической смеси порошков металлов и неметаллов, брикетирование слоев смеси и наполнителя. размещение экзотермической смеси и наполнителя в виде чередующихся слоев, локальное инициирование реакции горения в смеси и последующее горячее деформироеание продуктов гор:ния, согласно изобретению дополнительно вводят порошок гидрида титана дисперсностью 63/20 мкм е количестве 5-20 мас.,(,, Достоинством CBC является возможность практически полного сохранения свойств алмазного порошка в материале, Причина сохранения свойств — высокие градиенты температур (10 — 10 К/с) и малые

7 времена пребывания алмаза в высокотемпературной зоне (10 — 10 с), а также вос-з становительная атмосфера, создающаяся благодаря введению соответствующего количества гидрида титана. Добавка гидрида титана е количестве меньшем, чем 5 мас. (, не приводит к обраэованик» достаточного

55 количества восстановительной атмосферы, а при введении порошка гидрида титана в количестве большем 20 мас.7ь не удается осуществить синтез материала в режиме горения после инициирования при комнатной температуре.

Пример 1. Получение иэделий в виде хонинговальных дисков, Готовят исходную экэотермическую смесь из порошков титана марки ПТМ (дисперсность частиц менее

63 мкм) в количестве 58 мас. (», алюминия

АСД-1 (дисперсность 5 мкм) в количестве

2 мас.7ь, меди марки ПМЭ (дисперсностью

5 мкм) в количестве 26 мас.7(» и сажи марки

П804Т в количестве 14 вес.7. В качестве наполнителя использовалась смесь порошков состава (487ь Ti + 28 Cu+0,9ф, А! +

+ 9,1 С (сажа) + 14 «(» С(алмаз)) — гидрид титана. Дисперсность гидрида титана 63/20 мкм. Концентрация гидрида титана приведена е табл.1.

Смешение проводят в шаровой мельнице объемом 7 л при соотношении масс шаров и шихты 3:1 в течение 10 — 12 ч. После этого экзотермическую смесь и наполнитель прессуют в брикеты диаметром 48 мм и высотой 10 мм для экзотермической смеси и 5 мм для наполнителя до относительной плотности 0.60, Масса экзотермической смеси как и е известном способе составляет

70 ь от массы загрузки. Брикеты экэотермической смеси и наполнителя размещают в реакционной камере е виде чередующихся слоев, устанавливают инициирующую вольфрамовую спираль в контакт с экзотермическим слоем и инициируют реакцию горения.

После инициирования реакции горения, спустя 2 с к продуктам синтеза прикладывают давление 100 МПа и выдерживают в течение 10 с. Сбрасывают давление, извлекают заготовку из пресс-формы и охлаждают в песке, После охлаждения продуктов синтеза готовятся образцы для проведения испытаний.

Износостойкость определялась по относительной величине убыли массы алмаэосодержащего стандартного образца размером

10х10х30 мм в условиях абразивного трения алмазосодержащего слоя. со скоростью 400 об/мин в паре с карбидом кремния за время, равное 10 часам, под нагрузкой 10 МПа.

Убыль массы составляла 24.7 (,.

Износостойкость материала. синтезированного из шихты данного состава, приведена в табл.2.

Пример 2. Технологический процесс, описанный в примере 1, реализуют в условиях представленных е табл 1

2000886

Таблица 1

Таблица 2

t полнителя и экэотермической смеси, локальное инициирование реакции горения в экэотермическом слое, последующее

ГОРЯЧЕЕ ДЕфОРМИРОВВНИЕ ПРОДУКТОВ ГОРЕния, отличающийся тем, что в смесь порошков нвполнителя и/или экэотермической смеси, содержащую алмазный порошок. дополнительно вводят порошок гидридв титвнв дисперсмостью

63-20 мкм в количестве 5-20 мас.$.

Составитель E. Якушевич

Техред М.Моргентал корректор С. Шекмар

Редактор Н. Семенова

Тираж Подписное

НПО Поиск" Роспатента

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

Заказ 3101

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

Износостойкость материала. синтезированного иэ шихты данного состава, приведена в табл.2.

Пример 3. Технологический процесс, описанный в примере 1. реализуют в условиях, представленных в табл.1, мо в качестве исходной экзотермической смеси готовят смесь порошков состава 60 мас.ф, Tl + 14 мас. )ь + 15 мас. )(, NI + 6 мас. (, TiHz

+ 5 мас. алмаза.

Износостойкость материала, синтезированного иэ шихты данного состава, приведена в табл.2.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЯ, включающий приготовление смеси порошков наполнителя и экэотермической смеси порошков металлов и неметаллов. по крайней мере одна из которых содержит алмазный порошок, брикетирование смесей, размещение в реакционной камере чередующихся слоев брикетироввнных смеси нвПример 4. Технологический процесс, описанный в примере 1, реализуют в условиях, представленных в табл.1.

Износостойкость материала. синтези5 роваммого иэ шихты данного соствва, приведена в табл.2.

Таким образом. иэ приве„яннык выше примеров видно. что износостойкость увеличивается не менее, чем на 16.3 .

10 (56) t. Авторское свидетельство СССР М 618658 (аналог), 2. А.с. по заявке N 4945435/02 от

13.06.91 г., положительное решение от 28.

02. 92 (прототип).