Твердый сплав

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к твердым сплавам. Сущность изобретения: предложен твердый сплав следующего состава, мас. %: карбид титана состава TiC_0,47-TiC_0,80 45-97, металлическая связка из группы железа или титана 3-55. В качестве металлической связки сплав может содержать сплав на основе металла группы железа. 1 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к составам твердых сплавов на основе карбида титана.

Известен твердый сплав, содержащий карбид титана стехиометрического состава и металлическую связку - жаропрочный никелевый сплав, например, типа ЖС6У, при следующем соотношении компонентов в массовых процентах: Карбид титана 70 Металлическая связка 30 Известен твердый сплав, содержащий карбид титана с составом TiC_0,85-TiC_0,96 и сложнолегированную металлическую связку при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 10-30 Молибден 2-25 Ниобий 0,05-0,10 Данный твердый сплав как наиболее близкий к предлагаемому принят за прототип.

К недостаткам объекта-прототипа относится низкий уровень прочностных свойств и трудности при изготовлении из данного твердого сплава сложнопрофильных изделий.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств твердого сплава при комнатной температуре при расширении технологических возможностей, его обработки за счет получения сложнопрофильных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что твердый сплав, содержащий карбид титана нестехиометрического состава и металлическую связку из группы железа или тугоплавкий металл, содержит карбид титана состава TiC_0,47-TiC_0,80 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбид титана с составом TiC_0,47-TiC_0,80 45-97 Металлическая связка из группы железа или тугоплавкий металл 3-55 Рекомендуется в качестве тугоплавкого металла использовать титан, а в качестве связки - сплав.

В предлагаемом твердом сплаве за счет снижения количества связанного углерода в карбиде титана уменьшается температура хрупко-вязкого перехода за счет чего повышается прочность карбида и твердого сплава в целом, а также открывается возможность высокотемпературной деформации твердого сплава и получения изделий из предлагаемого твердого сплава объемной штамповкой.

Металлы группы железа и титан хорошо смачивают карбид титана и поэтому являются хорошей связкой.

Снижение количества связки менее 3 (мас.%, равно, как и повышение количества связи более 55% снижает прочностные свойства предлагаемого твердого сплава до уровня, соизмеримого с твердым сплавом-прототипом и аналогом.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Изготавливали заготовки из твердых сплавов. Для этого смешивали шихту из порошков титана и углерода, взятых в соотношении, необходимом для получения карбида титана с составом TiC_0,47-TiC_0,80. В шихту дополнительно добавляли порошки металлов группы железа или титана. Из шихты прессовали заготовки диаметром 70 мм, укладывали заготовки в реакционную пресс-форму, инициировали в них реакцию горения и компактировали после окончания горения заготовки до беспористого состояния. В экспериментах варьировали количественное соотношение карбидной фазы и металла-связки, а также содержание связанного углерода в карбиде титана. Из полученных заготовок вырезали образцы для механических испытаний в виде прямоугольных параллелепипедов с размерами 5х5х8 мм. Образцы испытывали на сжатие при комнатной температуре со скоростью деформирования 1 мм/мин. Измеряли прочностные свойства и пластичность материалов. Полученные результаты сведены в таблицу. Там же представлены результаты испытаний твердых сплавов аналога и прототипа.

Как следует из таблицы, прочность твердого сплава существенно повышается.

Проведенные эксперименты по деформации образцов при 1000^оС, показали, что предлагаемый твердый сплав обладает повышенной пластичностью, что позволяет получать из него сложнопрофильные изделия штамповкой.

Формула изобретения

1. ТВЕРДЫЙ СПЛАВ, содержащий карбид титана нестехиометрического состава и металлическую связку из группы железа или тугоплавкий металл, отличающийся тем, что в качестве карбида титана он содержит карбид титана состава TiC_0,47-TiC_0,80 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбид титана состава TiC_0,47-TiC_0,80 45 - 97 Металлическая связка из группы железа или тугоплавкий металл 3 - 55
2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что в качестве металлической связки из группы железа он содержит сплав на основе металлов этой группы, а в качестве тугоплавкого металла - титан.

РИСУНКИ

Рисунок 1