Способ получения сплавов высокой твердости

 

X 43592

/ о

Класс 1-8-Ъ;-20

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа получения сплавов высокой твердости.

К патенту ин-ной фирмы „Акц. о-во соединенных сталелитейных заводов" (Vereinigte Stahfwerke А. G.), в г. Дюссельдорфе, Германия, заявленному 17 марта 1931 года (заяв. свид. № 85150), с присоединением заявок от 29 апреля 1931 года (заяв. свид. № 87684) и от 23 мая 1931 года (заяв. свнд. ¹ 88908).

Действительный изобретатель ин-ц В: Кэстер (U. Кбйег).

Приоритет по пп. 1 и 2 предмета патента от 17 марта 1930 года н по и. 3 от 12 мая 1930 года на основании ст. 6 Советско-германского соглашения об охране промышленной собственности.

0 выдаче патента опубликовано 30 июня 1935 года. действие патента распространяется на 15 лет от 30 июня 1935 года. ()961

Как известно, двойные сплавы, как например железовольфрам с 10 — 30 /о-м содержанием вольфрама, можно улучшить путем закалки от высоких температур и отпуска до низких температур.

Однако получаемая при этом степень твердости не дает возможности практического применения такого рода сплавов. Так например, наибольшая твердость сплава железа с 30%содержанием вольфрама, достигаемая закалкой от 1450 и отпуском в течение двух часов до 700, составляет всего лишь 450 единиц по

Бринелю; при этом сплавы получаются весьма хрупкими, и их применение по сравнению со сталью других сортов не дает никаких преимуществ.

Улучшение качества такого рода сплава может быть осуществлено до более высокой степени твердости путем добавления к сплавам третьего элемента.

Таким образом может быть получаем железный сплав, практически свободный от углерода и содержащий от 2 до

4% вольфрама и от 2 /0 до 40% кобальта, причем вольфрам может быть полностью или частично заменен молибденом. Помимо этого в качестве добавочных металлов могут быть применены кобальт, никель, марганец, кремний и т. и. в количестве от 2 /о до 40%.

Согласно изобретению подобного рода железный сплав подвергают резкому охлаждению с температурой выше 900 с последующим отпуском при температурах 400 — 800 .

В качестве примера можно указать сплав железа с содержанием 15о, о вольфрама, 30 кобальта и 0,08 углерода, который закаливается от 1250 и отпускается в течение часа при 600 . При

aroM твердость достигается равной

800 единиц по Бринелю. Такие железные силавы имеют большое значение в качестве материала для изготовления режущих инструментов большой производительности, аналогичной быстрорежущей стали и твердым сплавам, а также для деталей машин, к которым предьявляется требование большого сопротивления истиранию в особенности там, где способность сплава к резанию или сопротивлению изнашиванию должна сохраняться также и при высоких температурах. Так например, подобные сплавы могут быть предназначены для изготовления резцов, фрез, напильников, волочильных колец, очков и т. п.

Помимо уже отмеченных возможностей сплава последний может обрабатываться и после закалки. Таким образом изготовленный инструмент не требуется разогревать до высокой температуры закалки, вследствие чего уст;:;аняется деформация материала, наблюдаемая обычно при закалке, и связанная с нею нежелательная, но обязательная окончательная обработка. Кроме этого устраняется сильное угорание металла.

Инструменты могут быть от пущены даже в нейтральной или восстановительной атмосфере.

Описанные выше сплавы, помимо материалов высокой твердости, могут быть применимы также и в качестве постоянных магнитов, так как они отличаются не только большой задерживающей силой и большим остаточным магнетизмом, что весьма важно для постоянных магнитов, но и еще го сравнению с мартенситными углеродны- ми сортами стали, обычно идущими на приготовление постоянных магнитов, обладают стойкостью по отношению к температуре и к отпуску. Так напри- мер, если сплав отпускать при 700, то при практическом его применении до такой же температуры наблюдается стойкость в отношении температуры.

После нагрева на более высокие температуры сплавы возвращаются при охлаждении к -исходному состоянию. Такое свойство часто является необходимым ! при изготовлении деталей таких машин,, аппаратов и измерительных приборов, как, например регуляторов температу- ры, контактов и т. п.

В качестве примера сплав, применяемый в качестве постоянных магнитов, содержит 15% вольфрама, 30% кобальта, а остальное железо. Если такой сплав отпускать с 1200 и держать в течение часа на уровне 700, то получается задерживающая сила около

95 гаусс. Сплав, обработанный таким образом, может быть подогрет до температуры около 700 без изменения ego магнитных свойств и твердости.

Для изготовления постоянных магнитов и таких, которые, как например магниты для радио-громкоговорителей, в работе получают добавочное возбуждение, обычно применяют почти исключительно сталь со значительным содержанием углерода. Для получения необходимых магнитных величали эту сталь приходится закаливать путем быстрого охлаждения. Но после закалки сталь, имея большую твердость, становится хрупкой и поэтому не может быть обработана механически. Между тем для облегчения производства и для получения новых магнитных форм очень часто является необходимым иметь магниты в таком состоянии, при котором они, обладая надлежащими магнитными свойствами, позволяли бы производить механическую обработку.

Согласно изобретению, для получения постоянных магнитов, поддающихся механической обработке, применяют железный сплав, свободный от углерода или бедный углеродом содержанием от 2% до 80% кобальта и от 2% до 35% вольфрама, или одного из элементов группы: молибден, хром, марганец, алюминий, кремний, и подвергаемый быстрому охлаждению с температуры выше 800 без последующего отпуска.

Содержание железа в этом сплаве должно быть такое, чтобы сплав при быстром охлаждении с высоких темпе.ратур обладал достаточной степенью вязкости.

Пример 1. Сплав с содержанием

30% кобальта, 15% вольфрама, 0,08% углерода, 0,1% кремния, 0,6% марганца (сера и фосфор в качестве загрязнений}, а остальное — железо, был быстро охлажден в масле с температурой !100 . При этом коэрцитивная сила м::гнита составляла от 100 до 110 гаусс, а величина остаточного магнетизма от

9000 до 10000 гаусс. В таком состоянии сплав можно было хорошо обрабатывать резанием на станках, а также штамповать в холодном состоянии.

Содержание вольфрама может быть в таком магнитном сплаве полностью или частично заменено хромом, марганцем, молибденом, ванадием, бериллием, алюминием, кремнием или никелем, как в отдельности, так и в совокупности.

Пр и м е р 2. Сплав с содержанием

30% кобальта, 15% вольфрама,0,06% углерода, 0,56% ванадия, а остальное — железо, дал после быстрого охлаждения с 1100 коэрцитивную силу в 108 эрстед, остаточный магнетизм в 9500 raycc, при твердости в 340 единиц по Бринелю.

Вязкость, измеренная сужением, равнялась 32%. Брусок из такого сплава может быть в этом состоянии согнут на 180 .

Пример 3. Сплав с содержанием

40% кобальта, 11" марганца, 003 углерода, остальное — железо. дал после быстрого охлаждения с 1200 коэрцетивную силу в 65 эрстед, остаточнь и магнетизм в 8800 гаусс и твердость лишь в 340 единиц по Бринелю.

При м ер 4. Сплав с содержанием

37% кобальта, 5% хрома, 0,05% углерода, остальное — железо, дал после быстрого охлаждения с 900 коэрцитивную силу в 78 эрстед, остаточный магнетизм в 9200 гаусс, при твердости лишь в 320 единиц по Бринелю.

Проницаемость при постоянных магнитах не измеряется, так как она играет роль лишь при магнитах из мягких сплавов. Как указывает степень твердости всех примеров, сплавы весьма;вязки в присутствии закаленной углеродистой стал и, которая обладает, твердостью в 650 единиц по Бринелю и тверда,как стекло, и таким образом" могут быть обработаны механически после быстрого охлаждения.

Пр едм ет патента.

1. Способ получения сплавов высокой твердости, применимых такжевкачестве постоянных магнитов, отличающийся тем, что железный сплав, содержащий 2 — 40 вольфрама, 2 — 40% кобальта и практически свободный от углерода, подвергают резкому охлаждению с температурой выше 900 с последующим отпуском при температурах 00 — 800 .

2 При осуществлении способа по и. 1 применение сплавов, в коих вольфрам частично или полностью заменен молибденом.

3. При осуществлении спо"îáà по п. 1 для получения поддающихся механической обработке постоянных магнитов применение безуглеродистых железных сплавов с содержанием 2 — 80% кобальта и 2 — 35% вольфрама или одного из элементов группы: молибден, хром, марганец, алюминий, кремний, подвергаемых быстрому охлаждению с температурой выше 800 без последующего отпуска.

Зксаерт А. H. Хаааа

Редактор М. И. Корчагин

Тмв.,Промполнграф". Тамбовская 12. 8ак. 3762