Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПСЕВДОСПЛАВА ВОЛЬФРАМ-МЕДЬ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПСЕВДОСПЛАВА ВОЛЬФРАМ-МЕДЬ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПСЕВДОСПЛАВА ВОЛЬФРАМ-МЕДЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изготовление электрод-инструментов для электроэрозионной обработки. Сущность изобретения: предложен способ получения композиционного материала на основе псевдосплава вольфрам-медь, включающий прессование шихты и ее термообработку. При этом шихта содержит мас. порошок продукта восстановления вольфрамового концентрата 20 27; порошок бадделеитового концентрата 3 10; порошок меди остальное. Продукт восстановления вольфрамового концентрата содержит, мас. вольфрам 74 75; железо 6 6,5; оксид кальция 16 17; оксид кремния 2,0 2,5; а бадделеитовый концентрат содержит 98 мас. оксида циркония и остальное элементы, выбранные из группы, содержащей гафний, кремний, марганец, титан и железо. Полученный электрод-инструмент на основе псевдосплава вольфрам-медь с оксидом циркония показал повышение эксплуатационных свойств при обработке твердых сплавов при снижении себестоимости. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2043867
Класс(ы) патента: B22F3/12, B22F1/00, C22C9/00
Номер заявки: 93026857/02
Дата подачи заявки: 18.05.1993
Дата публикации: 20.09.1995
Заявитель(и): Институт материаловедения Дальневосточного отделения РАН
Автор(ы): Сокол И.В.; Сундуков А.М.
Патентообладатель(и): Институт материаловедения Дальневосточного отделения РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности касается изготовления электродов для электроэрозионной обработки (ЭЭО).
Известны способы изготовления изделий из композиционного материала на основе вольфрам-меди. Способы предусматривают использование в качестве исходных соединений шихты предварительно полученные дорогостоящие компоненты, что усложняет технологическую схему и повышает затраты на процесс.
Известен способ получения композиционного материала, содержащего 50 мас. Cu и 50 мас. W, согласно которому порошок вольфрама прессуют и спекают при температуре 1400оС, затем полученный вольфрамовый каркас пропитывают расплавленной медью.
Основными недостатками известного способа являются:
необходимость предварительного получения исходных дорогостоящих компонентов по усложненной технологической схеме;
повышенные энергозатраты на процесс за счет высокой температуры 1400оС для спекания вольфрамового каркаса и дополнительных энергозатрат при расплавлении меди для пропитки каркаса.
Задача изобретения осуществить такой способ получения материала, который обеспечивал бы улучшение его эксплуатационных характеристик, снижение затрат на процесс, в том числе и за счет использования в качестве компонента шихты вольфрамсодержащего минерального сырья (концентратов) без его предварительной гидрометаллургической переработки, а также улучшения состояния окружающей среды за счет увеличения степени использования минерального сырья.
Это достигается тем, что в способа получения композиционного материала на основе вольфрам-меди, включающем прессование шихты с последующей термообработкой, согласно изобретению прессованию подвергают шихту, содержащую медь, вольфрам и цирконий, содержащие компоненты, в качестве которых используют продукт восстановления вольфрамового концентрата и бадделеитовый концентрат при следующем соотношении компонентов в шихте, мас. Продукт восстановления вольфрамового концентрата 20-27 Бадделеитовый концентрат 3-10 Медь Остальное
При этом в качестве продукта восстановления вольфрамового концентрата используют порошок с содержанием, мас. вольфрам 74-75; оксид кальция 16-17; железо 6-6,5; оксид кремния 2-2,5; цирконийсодержащий компонент бадделеитовый концентрат состава, мас. ZrO2 98, Hf, Ti, Si, Ca, Mg, Fe остальное.
Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что использование в шихте продуктов непосредственного восстановления вольфрамового концентрата без его предварительной гидрометаллургической переработки, а также бадделеитового концентрата снижает в 2-3 раза стоимость полученного материала по сравнению с материалом прототипа, упрощает общую технологическую схему получения вольфрамсодержащих компонентов композиционного материала, исключает дополнительное введение добавок, так как они содержатся в продуктах восстановления вольфрамового концентрата и в бадделеитовом концентрате, а также улучшает состояние окружающей среды за счет исключения образования сливных вод после гидрометаллургического передела вольфрамового концентрата и увеличения степени использования минерального сырья.
Использование шихты, в составе которой медь и продукт восстановления вольфрамового концентрата, обеспечило улучшение эксплуатационных свойств электродного материала только при грубом режиме обработки (при частоте обработки 22 кГц), при следующем оптимальном массовом соотношении компонентов, мас. продукт восстановления 25-50; медь 50-75.
Качественный состав шихты (в частности, введение добавок оксида циркония, обладающего более высокими теплоемкостью 56,06 Дж/моль˙ град и энергией диссоциации по сравнению с вольфрамом металлическим) и оптимальное соотношениe компонентов шихты обеспечивают повышение физико-химичеких и эксплуатационных свойств композиционного материалa и электрод-инструмента из него, а именно: уменьшение пористости с 5 до 3% и размеров зерна с 5-10 до 1-5 мкм, увеличение твердости с 120 до 140 НВ и скорости съема металла в 2-2,2 раза при ЭЭO твердых сплавов.
П р и м е р. Для осуществления предлагаемого способа использовали порошки с размером частиц менее 50 мкм: меди, вольфрамового концентрата с содержанием основных компонентов, мас. оксида вольфрама 76-76,5; оксида кальция 13,5-14; оксида железа 7,5-8; оксида кремния 1,5-2; а также бадделеитовый концентрат с содержанием основных компонентов, мас. оксида циркония 98; Hf, Ti, Si, Ca, Mg, Fe остальное.
Вольфрамовый концентрат восстанавливали в среде водорода при температуре 1200оС в течение 1 ч. В результате получен порошок состава, мас. W 74,8; CaO 16,50; Fe 6,35; SiO2 2,15.
Шихту состава, мас. Продукт восстановления вольфрамового концентрата 25 Бадделеитовый концентрат 5 Медь 70 перемешивали в центробежно-планетарной мельнице в течение 6 ч, прессовали на установке горячего прессования при температуре 1200оС при давлении прессования 30,0 МПа при выдержке нагрузки 30 мин. Получен материал состава, мас. W 19; Cu 70; ZrO2 4,9; Si, Ca, Hf, Fe 6,0 с относительной плотностью 97% размером зерна 1-5 мкм, твердостью 130 НВ. Материал испытывали в качестве электрод-инструмента для электроэрозионной размерной обработки твердого сплава ВК-8. Производительность ЭЭО при частоте обработки 44 кГц составила 3,1 мм3/мин.
По аналогии с примером 1 выполнены примеры 2-3 (таблица).
Сравнение показателей полученного материала (примеры 1-3) с прототипом (пример 6) свидетельствует о повышении физико-химических свойств материала и эксплуатационных свойств в качестве электрод-инструмента при ЭЭО твердых сплавов, а также обеспечивает снижение стоимости материала.
Увеличение содержания бадделеитового концентрата более 10% (пример 4) приводит к снижению электропроводности материала, увеличению пористости и соответственно к ухудшению производительности электрод-инструмента (с 3,1 до 2,0 мм3/мин).
Уменьшение содержания бадделеитового концентрата менее 3% (пример 5) приводит к снижению твердости и соответственно к снижению износостойкости и скорости съема материала (с 2,8 до 2,1 мм3/мин).
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПСЕВДОСПЛАВА ВОЛЬФРАМ-МЕДЬ, включающий прессование шихты с последующей термообработкой, отличающийся тем, что прессованию подвергают шихту, содержащую медь, продукт восстановления вольфрамового концентрата и бадделеитовый концентрат, при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.
Продукт восстановления вольфрамового концентрата 20 27
Бадделеитовый концентрат 3 10
Медь Остальное
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве продукта восстановления вольфрамового концентрата используют порошок, содержащий, мас.
Вольфрам 74 75
Железо 6,0 6,5
Оксид кальция 16 17
Оксид кремния 2,0 2,5
а в качестве бадделеитового концентрата используют порошок, содержащий, мас.
Оксид циркония 98
Элементы, выбранные из группы, содержащей гафний, кремний, марганец, титан и железо Остальное