Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие для вузов
| Листать книгу |
|---|
| Листать |
| Страницы:
1 ... 21 ... 63 ... 105 ... 147 ... 189 ... 216 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО МОЛИБДЕНА ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ЕГО ОКСИДОВ Технология восстановления молибденового ангидрида принципиально не отличается от технологии восстановления оксидов вольфрама ... Образующаяся при этом плотная оплавленная корочка на поверхности порошкообразной смеси оксидов в лодочке, тормозит проникновение водорода в слой порошка и выход из него паров воды ... Воронковой по изучению диффузии углерода в компактный вольфрам при нагревании образцов в контакте с сажей и в атмосфере углеродосодержащих газов показали, что образующийся на поверхности образца в результате так называемой реактивной диффузии слой состоит из двух фаз ... Процесс науглероживания вольфрама осуществляется, в основном, через содержащую углерод газовую среду, что является чрезвычайно важным моментом в механизме образования карбида вольфрама ... Автор полагает, что поскольку науглероживание обычно протекает в атмосфере водорода с примесью углеводородов или оксида углерода, то при температурах карбидизации вольфрама газом, содержащим углерод и служащим переносчиком его, должен являться ацетилен, следы которого всегда присутствуют в реакционном пространстве печи ... Чтобы убедиться, что именно способ изменения размеров карбидного зерна в сплаве с температурой восстановления и карбидизации оказывает наибольшее влияние на пластические свойства сплавов, В ... В результате выяснилось, что с уменьшением величины зерна возрастает предел прочности и предел текучести при сжатии, однако работа деформации или остается практически постоянной, или уменьшается незначительно ... Возможно, что различие в свойствах сплавов на основе порошков карбида различного происхождения вызывается более тонкими отличиями их структур, чем определяемые суммарной шириной линии на рентгенограмме ... Карбид титана является фазой переменного состава с широкой областью гомогенности по углероду, максимальное содержание углерода в которой отвечает соединению Т ... Получение карбида титана стехиометрического состава связано со значительными трудностями, и используемый в технике продукт, как правило, содержит меньше, чем ... Константа равновесия этой реакции, которая должна определяться не только давлением участвующих в реакции газообразных веществ, но в данном случае и концентрацией ТЮ и ... Кипарисова с сотрудниками, из которых следует, что содержание связанного углерода повышается, а содержание кислорода уменьшается при повышении температуры и понижении давления СО ... Получение карбида титана из металлического титана Трудности получения чистого бескислородного карбида титана могут быть устранены, если применить не двуоксид титана, а чистый металлический титан или гидрид титана с твердым углеродом ... Карбид образуется в результате диффузии твердого углерода в металл, поэтому для ускорения процесса исходные материалы лучше всего брать в виде порошков ... Таким образом, нельзя рекомендовать не только двухфазный сложный карбид, но также и однофазный твердый раствор, насыщенный при более высокой температуре ... Если присутствие азота в сложном карбиде не отражается на качестве изготовляемых из него сплавов, поскольку при спекании азот не выделяется, то примесь кислорода неблагоприятно влияет на ход спекания и свойства получаемого сплава ... При отклонении от технического режима получения сложного карбида, не образуется насыщенный углеродом твердый раствор, а это вызывает появление в сплаве повышенной пористости и снижение свойств ... Однако косвенно данные по получению сложного карбида в вакууме, позволяющего повысить содержание связанного углерода, указывают на повышение эксплуатационных свойств сплава с одинаковой структурой по признаку пористости и размеру зерен карбидных фаз ... В зависимости от технологии получения сплава твердый раствор карбидов либо изготовляют предварительно и вводят в готовом виде в смесь с карбидом вольфрама и кобальтом, которую затем спекают, либо твердый раствор образуется в самом процессе спекания, если исходная смесь состоит из карбида вольфрама, карбида титана и кобальта ... Замедление процесса с течением времени можно объяснить, с одной стороны, уменьшением концентрации карбида вольфрама в смеси по мере растворения его в карбиде титана и, с другой стороны наличием в исходном порошке карбида титана фракции мелких зерен, взаимодействие Рис ... Чапаровой свидетельствуют, что скорость растворения карбида вольфрама в карбиде титана практически не зависит от присутствия металлов группы железа, во всяком случае при температурах ... В производственных условиях при использовании в качестве исходных компонентов карбида титана и карбида вольфрама, взятых в отдельности, такая структура часто встречалась в технических сплавах У ... Наблюдения за изменением строения карбидных зерен, а именно исчезновение кольцевой структуры с повышением температуры отжига, свидетельствовало о неравновесном состоянии исходного сплава ... Описанный выше характер взаимодействия зерен карбидов титана и вольфрама подтверждает представление о кольцевой структуре, как об особом строении зерен твердого раствора ... По его мнению, такая структура появляется в результате роста зерен исходного твердого раствора за счет перекристаллизации при спекании или в процессе охлаждения после спекания, когда из жидкой кобальтовой фазы на имеющиеся зерна выпадают новые слои твердого раствора ... В случае, если исходный твердый раствор имеет недостаток углерода и содержит кислород, то в результате перекристаллизации изменяется его состав в сторону обогащения углеродом ... В настоящее время определение насыпной плотности и плотности утряски в твердосплавной промышленности, как метод определения дисперсности мало применяется ... Однако в последнее время широкое распространение получили другие косвенные методы определения дисперсности, а именно измерение удельной поверхности, по которой затем может быть рассчитан средний размер частиц порошка ... Поскольку частицы осаждаются, среда в кювете очищается от них и все более увеличивающееся количество света поступает в оптически чувствительную зону в кювете ... Эти изменения количества света воспринимаются фотодиодом и преобразуются в электрические сигналы, которые обрабатываются вычислительной машиной, выдающей распределение частиц по размерам на дисплее ... ПРИГОТОВЛЕНИЕ СМЕСЕЙ ПОРОШКОВ КАРБИДОВ С ЦЕМЕНТИРУЮЩИМ МЕТАЛЛОМ Одной из основных операций в производстве спеченных твердых сплавов является приготовление смесей из компонентов, входящих в состав соответствующей марки твердого сплава ... Процессы, наблюдаемые при размоле смеси карбидов с кобальтом в шаровых мельницах и их влияние на свойства сплавов Процессы, происходящие при размоле компонентов смесей сводятся, в основном, к разрушению конгломератов и дроблению зерен карбидов, разрушению конгломератов и измельчению частиц кобальта и смешиванию частиц карбидов и кобальта между собой ... Практика производства также подтверждает, что в тех случаях, когда для получения наиболее мелкозернистых сплавов изменяется режим размола исходных смесей в сторону его интенсификации, то при определенных режимах спекания ... Необходимо отметить, что при мокром размоле порошка карбида вольфрама может произойти некоторое обезуглероживание, в результате взаимодействия активной поверхности мелкодисперсных частиц с кислородом атмосферы или жидкости, применяемой при размоле ... Давиля, показывают, что весьма важным процессом при изготовлении смесей мокрым размолом в шаровых мельницах является изменение физического состояния частиц порошка кобальта ... Технологические режимы приготовления смесей Технологические режимы приготовления твердосплавных смесей и их влияние на качество сплавов подробно рассмотрено в монографии В ... С повышением числа оборотов барабана, повышается эффективность размола, так как за один и тот же период времени число перемещений шаров соответственно возрастает ... Он установил, что при конкретных условиях размола, на новой мельнице режим перекатывания шаров сохраняется даже при расчетной критической скорости вращения и лишь при больших скоростях начинается свободное падение шаров ... На установление тех или иных режимов и их границ в зависимости от скорости вращения влияет заполнение мельницы размольными телами, среда размола, коэффициент трения и др ... Для мокрого размола выгодно применять режимы перекатывания в верхних границах и частичного подбрасывания, как наиболее энергоемкие и более производительные ... Режим частичного подбрасывания, как переходный, характеризуется наличием частичного полета размольных тел наружных слоев, что приводит к уменьшению пути скатывания и увеличению соударений при встрече с основной массой ... Это объясняется тем, что при большей скорости вращения увеличивается центробежная сила, прижимающая шары к стенке барабана, вследствие чего увеличивается угол наклона массы шаров и верхние шары падают ... Скорости во всей массе шаров распределены крайне неравномерно во всех направлениях, что является необходимым условием механического воздействия на частицы порошка ... Особенность движения шаров в камере состоит в том, что они перемещаются практически в постоянном контакте друг с другом, вероятность прямых соударений шаров намного меньше вероятности тангенциального относительного движения контактирующих друг с другом тел, обладающих различными скоростями, поэтому на частицы порошка между шарами действует истирающее усилие, которое приводит к разрушению или деформации частиц ... В силу своеобразия кинетики рабочих шаров в камере, часть которых ускоряется билами мешалки, а часть которых тормозится стенками, отдельные акты взаимодействия между ними наиболее интенсивны там, где шары, обладающие наибольшей скоростью, контактируют с неподвижными или двигающимися в различных направлениях шарами ... Известно, что после снятия давления проявляется так называемое упругое последействие, приводящее к увеличению размеров заготовки, что в свою очередь может приводить к разрушению или появлению в ней ... С повышением содержания кобальта упругое расширение возрастает, величина которого для твердого сплава определяется расчетным путем аналогично металлическим порошкам ... Пластифицирующие добавки к смесям Пластифицирующие вещества, вводимые в смесь перед прессованием, с одной стороны, облегчают скольжение частиц порошка относительно друг друга и стенок пресс ... Такая прочность при равных количествах пластификаторов оказалась очень низкой для заготовок из смесей с гликолем и значительно более высокой для смесей с каучуком и парафином, причем наименьшую потерю массы при обкатывании имели брикеты с каучуком ... Практика прессования Прессование изделий из твердосплавных смесей осуществляется на гидравлических или механических прессах различной конструкции в стальных пресс ... Если заготовка имеет различную плотность в разных местах, то, естественно, вследствие различной усадки этих мест спеченное изделие будет иметь искаженную форму ... Для повышения прочности спрессованных изделий и их транспортировки, после прессования проводят сушку изделий в сушильных шкафах или спецсушилках с лампами инфракрасного света ... Особенностью всех видов последовательного прессования является отсутствие зависимости между общими габаритами изделия и усилием пресса, которое прикладывается на относительно небольшом участке поверхности прессуемого тела ... Другая область применения этого способа изготовление цилиндрических прессовок, предназначенных для дальнейшей токарной обработки в пластифицированном состоянии, тогда как в настоящее время получают пластифицированные заготовки в виде брусков ... Если при обычном спекании происходит трехмерная усадка изделия, то при горячем размеры в горизонтальном сечении остаются неизменными, а коэффициент линейной усадки по высоте равен коэффициенту объемной усадки ... Современная область применения этого метода получение из твердого сплава крупногабаритных изделий, размеры которых не позволяют использовать обычное холодное прессование, устранения коробления твердосплавных изделий различной формы ... В результате тормозящего действия стенок бункера возникает разница в скорости движения порошка по ширине ленты и образование растягивающих напряжений и трещин по краям полос ... Стенки калибра или проволока способствуют более интенсивному захвату и уплотнению порошков у стенок бункера, выравниванию толщины и плотности укладки порошков по ширине полос ... При мундштучном выдавливании объем материала не уменьшается, так как невозможно уменьшить объем вещества пластификатора, занимающего пространство между частицами порошка ... С ростом температуры парафин испаряется, пары его уносятся водородом и конденсируются на холодных участках или частично сгорают в факеле горящего водорода ... Для получения сверл делается спецмундштук, который сильно отличается по трудоемкости изготовления от других деталей, его делают из твердого сплава, затем шлифуют, канал полируют смесью порошков карбида бора и парафина ... При меньшем содержании воды масса плохо заполняет модель, при ббльшем увеличивается скорость поглощения формой воды из шликера и возникает опасность появления трещин ... Пластифицированным заготовкам можно придавать почти любую форму путем точения, фрезерования, сверления и других видов обработки на металлорежущих станках ... СПЕКАНИЕ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Спекание в технологии твердых сплавов является важнейшей операцией, в результате которой высокопористое изделие превращается в практически беспористое ... Для твердых сплавов этот процесс сопровождается появлением некоторого количества жидкой фазы при спекании, остающейся до конца спекания и приводящей к возникновению дополнительных явлений по сравнению со спеканием в твердой фазе, например, смачивание твердой фазы жидкостью, частичное растворение твердых компонен Рис ... Зависимость эта весьма сложна, Установлено, что с увеличением количества жидкости на контакте, кариллярная сила сцепления убывает в случае контакта сфера ... Достаточно хорошая смачиваемость в спекаемых системах не может полностью исключить процесс коалесценции твердых частиц, приводящей к срастанию карбидных зерен и образованию карбидного скелета или, по крайней мере, крупных агрегатов из них, что подтверждается стереологи ... С появлением жидкой фазы происходит так же и изменение формы кристаллов карбида, обусловленное степенью кристаллографической анизотропии их поверхностной энергии ок и отношением поверхностных энергий стк ... Наконец, одновременно с процессами перегруппировки и изменения формы происходит рост частиц карбида, механизм которого также сильно зависит от соотношения между степенью кристаллографической анизотропии поверхностной энергии ак и величиной отношения ак ... Этот механизм не требует переноса вещества через жидкую фазу и осуществляется за счет диффузии твердых частиц принципиально также, как и при твердофазном спекании ... Таким образом, для выяснения количественного описания механизма формирования структуры твердых сплавов необходимо установить соот ношение между процессами перекристаллизации и коалесценции при росте зерен карбида в присутствии жидкой фазы и, кроме того, реакцию, контролирующую скорость перекристаллизации ... Основной движущей силой ЖФС является минимизация поверхностной энергии, поэтому вклад каждого процесса и механизма, а следовательно, и конечная структура обусловлены анизотропией энергии межфазных границ системы ... Милнер отмечают, что на первой стадии уплотнения, помимо механизма жидкого течения, большую роль играет раствори мость твердой составляющей в более легкоплавком компоненте, облегчающая проникновение жидкости между твердыми честицами ... При меньших содержаниях жидкости можно предположительно высказать то, что уплотнению способствует процесс перекристаллизации карбидных зерен через жидкий кобальт, приводящий к приспосабливанию зерен к форме соседних и тем самым создающий условия для более эффективного действия сил поверхностного натяжения ... Герленда, в этой стадии происходит образование контактов между зернами и приближение двугранных углов между ними к значениям, предполагаемым на основе кристаллографических данных ... Осаждение будет происходить или на изолированных зернах, или на относительно свободных поверхностях частично соприкасающихся зерен, вызывая их врастание в промежутки между зернами, что облегчает уплотнение под действием сил поверхностного натяжения ... Рассмотрение данных по взаимодействию карбида вольфрама с кобальтом показывает, что при температуре спекания растворяются значительные количества вольфрама, и образующаяся жидкая фаза содержит около ... Наблюдаемый усиленный рост зерен при повышении температуры спекания вызывается не только активизацией процесса их срастания, но и наложением процесса перекристаллизации, усиливающейся в связи с повышением растворимости компонентов сплава в жидкой кобальтовой фазе ... Можно отметить некоторые особенности роста зерен обеих карбидных фаз при взаимном присутствии их в сплаве, связанные с действием зерен одной из фаз, препятствующей росту зерен другой фазы ... При таком взаимном влиянии карбидных фаз следует ожидать, что степень роста зерен меняется в зависимости от количественного соотношения их в сплаве, а также от зернистости исходных порошков ... Время подъема температуры и охлаждения регулируют практически, учитывая, что спекаемую заготовку нельзя подвергать резким колебаниям температуры, которые могут вызвать образование трещин ... При высоком содержании кобальта в исходной смеси достаточно применять температуры, лежащие вблизи точки появления жидкой фазы или лишь несколько ее превышающие ... При малых количествах кобальта в спекаемой смеси возникает необходимость применять более высокие температуры, так как количества жидкой фазы здесь уже недостаточно для уплотнения при помощи механизма жидкого течения и необходимо активизировать процесс роста зерен ... Следовательно, чтобы свести к минимуму обезуглероживание спекаемых изделий, следует пользоваться, возможно, более сухим водородом, содержащим минимальное количество кислорода ... ЗАВИСИМОСТЬ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ ОТ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ Эксплуатационные свойства спеченных твердых сплавов в основном определяются их износостойкостью и прочностью ... Это объясняется хрупкостью или весьма малой пластичностью сплавов, по сравнению с быстрорежущей сталью, что связано с относительно низким сопротивлением твердых сплавов растягивающим напряжениям и деформациям и, особенно, ударным нагрузкам ... Креймер было бы неправильно считать, что положение максимума на кривой однозначно определяется содержанием кобальта, размером карбидных зерен и температурой испытания ... Зависимость предела прочности при изгибе от содержания углерода По данным ряда авторов следует, что кривая проходит через максимум при содержании углерода, соответствующем стехиометрическому его содержанию в карбиде вольфрама ... Имеющиеся в литературе сведения по сжатию значительно различаются, причем большинство различий связано главным образом с разными условиями проведения испытаний ... С увеличением среднего размера зерна карбидных зерен предел прочности на сжатие монотонно уменьшается, но для всех размеров обнаружен максимум в пределах ... Такой характер зависимости твердости от температуры был подтвержден в ряде работ наших и зарубежных исследований, но температура перегиба дается другая ... Вследствие указанной блокировки пластичность этой составляющей быстро исчерпывается, а так как прочность ее меньше прочности смежной составляющей, то она первая и разрушается ... |
Общетехнический справочник
Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник
Материаловедение в микроэлектронике
Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие для вузов
Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве
Сварка порошковой проволокой
Сплавы для термопар. Справоч. изд.