ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СПЕКАНИЯ НА МИКРОСТРУКТУРУ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ WC-CO

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено влияние различных режимов спекания на микроструктуру крупнозернистых твердых сплавов WC-Co легированных TaC и W. Определена оптимальная температура спекания.

ABSTRACT

The article discusses the effect of different sintering modes on the microstructure of coarse-grained WC-Co cemented carbides doped with TaC and W. The optimum sintering temperature has been determined.

Ключевые слова: Твердый сплав, температура, порошковая металлургия, пористость, размер зерна.

Keywords: Carbide, temperature, powder metallurgy, porosity, grain size.

Несмотря на очевидные преимущества порошковой металлургии, внедрение ее технологий в производство можно считать состоявшимся только при условии обеспечения эксплуатационных показателей, не уступающих аналогичным для компактных материалов, в связи с этим для быстрого внедрения методов порошковой металлургии в машиностроение свойства порошковых деталей должны быть выше, чем у аналогичных деталей, полученных другими способами. Твердые сплавы на основе WC-Co широко используются в качестве материала для режущих инструментов, износостойких изделий и др. Из-за превосходного баланса износостойкости и вязкости. Твердые сплавы производят с помощью жидкофазного процесса спекания, при котором размер зерна увеличивается за счет огрубления и чрезмерного роста. Известно, что механические и эксплуатационные свойства твердых сплавов WC–Со во многом определяются размером зерна карбида вольфрама. Влиять на размер зерна возможно за счет варьирования дисперсности исходных порошков, оптимизации режимов размола порошков и спекания формовок, введения ингибиторов роста карбидного зерна и др.

В данной статье исследовано влияние температурных режимов спекания на микроструктуру крупнозернистых сплавов WC-Co легированных TaC и W.

Таблица 1.

Размер зерна и толщина Со в зависимости от состава и температуры спекания крупнозернистого твердого сплава

Спекание твердосплавных смесей производилось в вакуум-компрессионной печи по распространенной промышленной технологии. Нагрев до температуры 750 ^ОС происходит в атмосфере водорода, скорость нагрева составляет 2,5 ^ОС/мин, выдержка 1 час производится при температуре 350 ^ОС. Дальнейший нагрев 5 ^ОС/мин происходит в вакууме до температуры окончательного спекания. Окончательная выдержка происходит 20 мин в вакууме и 40 мин при компрессии 50 бар в среде аргона. Изменение режимов спекания происходило за счет варьирования температуры окончательного спекания: 1390, 1420, 1450 °С.

Рисунок 1. Термограмма вакуум-компрессионного спекания

Наибольший размер зерна (4,85 мкм) имеют образцы, не имеющие легирующих добавок, которые спекались при температуре 1450 ^ОС.

Рисунок 2. Зависимость размера зерна карбида вольфрама от температуры окончательного спекания

Присутствие пористости значительно снижает механические и эксплуатационные свойства, а спекание твердого сплава при температурах 1390 и 1420 ^ОС не позволяет получать сплавы с пористостью менее 0,2 % об. Установлено, что оптимальная температура спекания крупнозернистого твердого сплава WC-Co, легированного TaC и W, составляет 1450 ^ОС.

Список литературы:

1. Твердые сплавы В. С. Панов, Е. А. Левашов, И. Ю. Коняшин, А. А. Зайцев МИСиС Москва 2019, - с 1-395
2. Твердые сплавы WC–Co, легированные карбидом тантала Обзор © 2015 г. В. С. Панов, А. А. Зайцев
3. Либенсон Г.А., Лопатин В. Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой металлургии. М.: МИСиС, 2002.