Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо
Наведено результати досліджень обробки твердого сплаву WC–4Co в умовах високого тиску (4,5 ГПа) і температури (1310–1450 °С). Обробку попередньо спечених у вакуумі зразків здійснювали в апараті високого тиску. Дослідження мікроструктури зразків твердого сплаву здійснювали методами металографічного а...
Saved in:
| Date: | 2018 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2018
|
| Series: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/144434 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо / І.О. Гнатенко, В.П. Бондаренко, О.І. Боримський, І.В. Андреєв // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2018. — Вип. 21. — С. 345-352. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-144434 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1444342025-02-09T14:07:00Z Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо The influence of a barothermal treatment on the structure of cemented carbide WC–4Cо Гнатенко, І.О. Бондаренко, В.П. Боримський, О.І. Андреєв, І.В. Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности Наведено результати досліджень обробки твердого сплаву WC–4Co в умовах високого тиску (4,5 ГПа) і температури (1310–1450 °С). Обробку попередньо спечених у вакуумі зразків здійснювали в апараті високого тиску. Дослідження мікроструктури зразків твердого сплаву здійснювали методами металографічного аналізу. Показано, що термобарична обробка твердого сплаву призводить до зниження рівня пористості та зменшення дефектів у структурі обробленого в умовах високого тиску твердого сплаву. Результати дослідження можуть бути корисними в галузі розробки конструкційних елементів апаратів високого тиску для синтезу та спікання надтвердих матеріалів. Приведены результаты исследований в области обработки твердого сплава типа WC–4Co в условиях высокого давления (4,5 ГПа) и температуры (1310–1450 °С). Обработку предварительно спеченных в вакууме образцов проводили в аппарате высокого давления. Исследование микроструктуры образцов твердого сплава проводили методами металлографического анализа. Показано, что термобарическая обработка твердого сплава приводит к снижению уровня общей пористости и уменьшению числа дефектов в структуре обработанного в условиях высокого давления твердого сплава. Результаты исследования могут быть полезны в области разработки технологий изготовления конструкционных элементов аппаратов высокого давления для синтеза и спекания сверхтвердых материалов. The results of researches of treatment of cemented carbide WC–4Co under high pressure (4.5 GPa) and temperature (1310–1450 ° С) are observed. Processing of pre-sintered samples in a vacuum was carried out in a high pressure apparatus. The studying of the microstructure of samples of cemented carbides was carried out by methods of metallographic analysis. It is shown that barothermal treatment of cemented carbide leads to a decrease in the porosity and defects in the structure of the cemented carbide processed under high pressure conditions. The results of the study may be useful in the development of structural elements of high pressure apparatus for the synthesis and sintering of superhard materials. 2018 Article Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо / І.О. Гнатенко, В.П. Бондаренко, О.І. Боримський, І.В. Андреєв // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2018. — Вип. 21. — С. 345-352. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/144434 669.018.25 uk Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения application/pdf Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности |
| spellingShingle |
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности Гнатенко, І.О. Бондаренко, В.П. Боримський, О.І. Андреєв, І.В. Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description |
Наведено результати досліджень обробки твердого сплаву WC–4Co в умовах високого тиску (4,5 ГПа) і температури (1310–1450 °С). Обробку попередньо спечених у вакуумі зразків здійснювали в апараті високого тиску. Дослідження мікроструктури зразків твердого сплаву здійснювали методами металографічного аналізу. Показано, що термобарична обробка твердого сплаву призводить до зниження рівня пористості та зменшення дефектів у структурі обробленого в умовах високого тиску твердого сплаву. Результати дослідження можуть бути корисними в галузі розробки конструкційних елементів апаратів високого тиску для синтезу та спікання надтвердих матеріалів. |
| format |
Article |
| author |
Гнатенко, І.О. Бондаренко, В.П. Боримський, О.І. Андреєв, І.В. |
| author_facet |
Гнатенко, І.О. Бондаренко, В.П. Боримський, О.І. Андреєв, І.В. |
| author_sort |
Гнатенко, І.О. |
| title |
Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо |
| title_short |
Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо |
| title_full |
Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо |
| title_fullStr |
Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо |
| title_full_unstemmed |
Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо |
| title_sort |
вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву wc—4cо |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2018 |
| topic_facet |
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/144434 |
| citation_txt |
Вплив термобаричної обробки на структуру твердого сплаву WC—4Cо / І.О. Гнатенко, В.П. Бондаренко, О.І. Боримський, І.В. Андреєв // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2018. — Вип. 21. — С. 345-352. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
| series |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| work_keys_str_mv |
AT gnatenkoío vplivtermobaričnoíobrobkinastrukturutverdogosplavuwc4co AT bondarenkovp vplivtermobaričnoíobrobkinastrukturutverdogosplavuwc4co AT borimsʹkijoí vplivtermobaričnoíobrobkinastrukturutverdogosplavuwc4co AT andreêvív vplivtermobaričnoíobrobkinastrukturutverdogosplavuwc4co AT gnatenkoío theinfluenceofabarothermaltreatmentonthestructureofcementedcarbidewc4co AT bondarenkovp theinfluenceofabarothermaltreatmentonthestructureofcementedcarbidewc4co AT borimsʹkijoí theinfluenceofabarothermaltreatmentonthestructureofcementedcarbidewc4co AT andreêvív theinfluenceofabarothermaltreatmentonthestructureofcementedcarbidewc4co |
| first_indexed |
2025-11-26T15:27:10Z |
| last_indexed |
2025-11-26T15:27:10Z |
| _version_ |
1849867197159047168 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
345
УДК 669.018.25
І. О. Гнатенко, канд. техн. наук; В. П. Бондаренко, член-кор. НАН України;
О. І. Боримський, І. В. Андреєв, кандидати технічних наук
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України,
вул. Автозаводська, 2, 04074 м. Київ, e-mail: gnatenko_i@ukr.net
ВПЛИВ ТЕРМОБАРИЧНОЇ ОБРОБКИ НА СТРУКТУРУ
ТВЕРДОГО СПЛАВУ WC—4Cо
Наведено результати досліджень обробки твердого сплаву WC–4Co в умовах високого тиску
(4,5 ГПа) і температури (1310–1450 °С). Обробку попередньо спечених у вакуумі зразків здійснювали в
апараті високого тиску. Дослідження мікроструктури зразків твердого сплаву здійснювали методами
металографічного аналізу. Показано, що термобарична обробка твердого сплаву призводить до
зниження рівня пористості та зменшення дефектів у структурі обробленого в умовах високого тиску
твердого сплаву. Результати дослідження можуть бути корисними в галузі розробки конструкційних
елементів апаратів високого тиску для синтезу та спікання надтвердих матеріалів.
Ключові слова: твердий сплав, спікання, високий тиск, структура.
Актуальність роботи
Спечені тверді сплави системи WC–Co часто застосовуються як елементи конструкцій
різних інструментів і обладнання. Незважаючи на широкий спектр знань та відомостей про
природу, властивості, особливості виготовлення твердих сплавів, які дають змогу
отримувати сплави з високими експлуатаційними характеристиками, підвищення їхньої
якості є досі актуальним завданням. З метою підвищення якості твердого сплаву
використовують різні технологічні прийоми, такі як легування карбідами тугоплавких
металів, термокомпресійна та термічна обробки.
Відомо, що термокомпресійна обробка сприяє зменшенню залишкової
мікропористості твердих сплавів, що може утворюватись внаслідок багатьох технологічних
факторів під час спікання. Термокомпресійна обробка істотно підвищує експлуатаційні
властивості металообробного інструменту [1–3]. Термічна обробка дає змогу підвищити
експлуатаційну стійкість робочих елементів апаратів високого тиску (АВТ) у декілька разів
[4, 5]. Вплив термокомпресійної обробки на властивості робочих елементів АВТ вивчено
недостатньо. Основним матеріалом, що застосовується для виготовлення робочих елементів
апаратів високого тиску (до 12 ГПа) є сплав типу WC–Co із вмістом кобальту 3–8% (за
масою). Вивчення змін структурних характеристик твердих сплавів, що працюють в умовах
високих тисків, є актуальним завданням з погляду розуміння процесів, що відбуваються у
твердому сплаві, а також визначення способів підвищення експлуатаційної стійкості
конструкційних елементів апаратів високого тиску. У цій роботі здійснено спробу аналізу
впливу високого тиску (4,5 ГПа) за різних температур (1310 ºС, 1380 ºС та 1450 ºС) на
структурні характеристики твердого сплаву WC–4Co.
Методика експерименту
Для проведення досліджень щодо впливу високого тиску на структуру і властивості
твердого сплаву типу WC–4Co було виготовлено зразки сплаву методом вакуумного
спікання. Приготування дослідних зразків здійснювали за загальноприйнятою методикою.
Порошки карбіду WC та Co у відповідних пропорціях було розмелено у кульовому млині
Выпуск 21. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
346
протягом 48 годин. Отриману суміш пластифікували шляхом замішування з розчином
каучуку в бензині. Пресування зразків Ø 10 мм і ⱨ=10 мм проводили на гідравлічному пресі з
тиском 200 МПа. Температура спікання становила 1470 С, витримка – 30 хв. Тиск газового
середовища під час спікання становив 2,6 Па. Розміри спечених зразків після спікання
становили 8 ммⱨ=8 мм. Коефіцієнт усадки становив 1,25. Спечені зразки піддавалися
обробці тиском в АВТ типу «ковадло з заглибленням». Тиск під час обробки становив 4,5
ГПа за температури 1310; 1380 та 1450 °С, витримка становила 60 с.
На досліджуваних зразках до (зразок № 1) і після обробки тиском (зразки №№ 2–4) на
мікроскопі МИМ-8 при збільшенні ×1000 визначали структурні характеристики:
мікропористість, вміст вільного вуглецю, наявність η1- фази, товщина прошарків Со-зв’язки,
середній розмір карбідного зерна та рівномірність їхнього розподілу. Виявлення структури
здійснено шляхом хімічного травлення поверхні шліфа зразків реактивом «Муракамі» (4 хв.)
та насиченим розчином хлорного заліза FeCl3 в соляній кислоті (0,5 хв.) [6]. Для визначення
структурних характеристик твердих сплавів, таких як середній розмір зерен карбідної фази
(dWC) та товщина кобальтових прошарків (lCo), аналізували 5 полів зору (розмірами 60×60
мкм) для кожного зразка. Результати вимірювань зводили до таблиць.
Результати металографічного дослідження
Встановлено, що η1- фаза у всіх зразках відсутня (рис. 1).
а б
в г
Рис. 1. Мікроструктура твердого сплаву WC–4Co: а – вихідний, б–г – оброблений тиском за
температури: б – 1310 ºС; в – 1380 ºС; г – 1450 ºС
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
347
З рис. 1 видно, що структура вільно спеченого сплаву WC–4Co дещо відрізняється від
сплавів, допечених під тиском.
Значення пористості, вмісту графіту і середнього розміру зерна WC наведено в табл. 1.
Таблиця 1. Результати металографічних досліджень зразків твердих сплавів WC–4Co,
спечених за різних умов
№
зразка
Умови спікання Пористіст
ь%
Вміст
графіту
Середній
розмір зерна
WC,
dWC, мкм
1 Вільне спікання у вакуумі, 1470 ºС А 4-0,06 0,4 % 2,9
2 Вільне спіканні у вакуумі + баротермічна
обробка, 1310 ºС
А 1-0,02;
А 2-0,04
немає 3,1
3 Вільне спіканні у вакуумі + баротермічна
обробка, 1380 ºС
А 1-0,02 немає 3,2
4 Вільне спіканні у вакуумі + баротермічна
обробка, 1450 ºС
А 1-0,02 немає 3,4
З табл. 1 видно, що за умови прикладення тиску загальна пористість зразка
зменшується з 0,06 % (вільно спечений сплав) до 0,02 % (допечені під тиском сплави).
Розміри мікропор до 10 мкм (А1 за шкалою пористості). У структурі вихідного зразка (вільно
спечений сплав) наявний графіт, а в зразках, допечених під тиском, графіту не виявлено.
Також було встановлено, що середній розмір зерен карбіду вольфраму у досліджуваних
зразках після обробки тиском дещо збільшується, причому чим вища температура допікання,
тим більший середній розмір зерна. Проте зміна середнього розміру не суттєва і змінюється в
межах однієї зернистості сплаву. Розподіл за розмірами карбідних зерен в досліджуваних
сплавах наведено на рис. 2, 3.
З рис. 2, 3 випливає, що розподіл зерен WC вихідного сплаву і сплавів після допікання
подібні. Водночас слід зазначити, що у вихідного сплаву та сплаву, допеченого за
температури 1310 ºС, у структурі наявні зерна розмірами до 1 мкм, а в сплавах, допечених за
більш високих температур, вони відсутні. З наведеного на рис. 3 розподілу видно, що
підвищення температури допікання до 1450 ºС призводить до істотного збільшення окремих
зерен WC, розміри яких сягають 15–20 мкм. У вихідному стані до обробки тиском в
структурі сплаву спостерігається більший вміст дрібних (1–2 мкм) зерен, що становить 30–
35% від загальної кількості. З прикладенням тиску та допікання кількість таких зерен
зменшується до 20–25%. Такі зміни в структурі і відображаються на значеннях середнього
розміру зерна сплаву.
Выпуск 21. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
348
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 2 3 4 5 7 9 11 15 Ще
Розмір зерна WC, мкм
К
іл
ь
кі
с
ть
з
е
р
е
н
W
C
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 2 3 4 5 7 9 11 15 Еще
Розмір зерна WC, мкм
К
іл
ь
к
іс
т
ь
з
е
р
е
н
W
C
а б
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 2 3 4 5 7 9 11 15 Еще
Розмір зерна WC, мкм
К
іл
ь
к
іс
т
ь
з
е
р
е
н
W
C
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 2 3 4 5 7 9 11 15 Еще
Розмір зерна WC, мкм
К
іл
ь
к
іс
т
ь
з
е
р
е
н
W
C
в г
Рис. 2. Розподіл карбідних зерен в структурі твердого сплаву WC–4Co: а - вихідний, (б–г) –
оброблений тиском за температури: б – 1310 ºС; в – 1380 ºС; г – 1450 ºС
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Розмір карбідного зерна, мкм
В
м
іс
т
зе
р
е
н
, %
Вихідний
1310 °C
1380 °C
1450 °C
Рис. 3. Зміна
розподілу карбідних
зерен за розмірами в
структурі спеченого
твердого сплаву
WC–4Co залежно від
температури
додаткової обробки
тиском
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
349
Розподіл ширини прошарків зв’язуючої фази наведено на рис. 4.
0
20
40
60
80
100
0,5 1 1,5 2 2,5 3 4
Товщина прошарку Со зв'язки, мкм
К
іл
ь
кі
с
т
ь
п
р
о
ш
а
р
кі
в
,
%
0
20
40
60
80
100
0,5 1 1,5 2 2,5 3 4
Товщина прошарку Со зв'язки, мкм
К
іл
ь
кі
с
т
ь
п
р
о
ш
а
р
кі
в
,
%
а б
0
20
40
60
80
100
0,5 1 1,5 2 2,5 3 4
Товщина прошарку Со зв'язки, мкм
К
іл
ь
кі
с
т
ь
п
р
о
ш
а
р
кі
в
,
%
0
20
40
60
80
100
0,5 1 1,5 2 2,5 3 4
Товщина прошарку Со зв'язки, мкм
К
іл
ь
кі
с
т
ь
п
р
о
ш
а
р
кі
в
,
%
в г
Рис. 4. Розподіл товщини прошарків Со-зв’язки в структурі твердого сплаву WC–4Co: а –
вихідний, (б–г) – оброблений тиском за температури: б – 1310 ºС; в – 1380 ºС; г – 1450 ºС
З наведених на рис. 4 розподілів прошарків Со можна зробити висновок, що
прикладення тиску під час допікання призводить до зменшення кількості прошарків
товщиною 0,5 мкм з 30 до 20%, та до істотного збільшення кількості прошарків Со
товщиною 1 мкм. Зіставлення середнього значення товщини прошарків Со з середнім
розміром зерна сплаву за різних умов спікання твердого сплаву WC–4Co наведено на рис. 5.
Выпуск 21. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
350
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Вихідний 1310 °C 1380 °C 1450 °C
lCo, мкм
dWC, мкм
Рис. 5. Зміна товщини прошарків Со–зв’язки (lCo) та середнього розміру зерна WC (dWC)
залежно від умов спікання твердого сплаву WC–4Co
З рис. 5 видно, що з прикладенням тиску та температури під час допікання твердого
сплаву WC–4Co відбувається прямопропорційне збільшення середнього розміру зерна WC, а
середня товщина прошарків Со–зв’язки від температури допікання має складний характер,
бо на її величину по різному впливають тиск і температура.
Товщина прошарків Со–фази змінюється за складним законом. За температури
1310 ºС зменшується кількість як прошарків товщиною 0,5 мкм, так і товщиною 2,5–4,0 мкм,
бо збільшення зерен WC ще незначне. За температури 1380 ºС і 1450 ºС тиск і ріст зерен WC
складно впливають на товщину прошарків Со–зв’язки. Кількість прошарків товщиною
2,5 мкм за 1380 ºС продовжує зменшуватись, але кількість прошарків товщиною 3 і 4 мкм
починає збільшуватися завдяки збільшенню кількості крупних (9–15 мкм) зерен WC. За
1450 ºС кількість прошарків товщиною 2,5 мкм знову збільшується.
Висновки
Застосування тиску до 4,5 ГПа за температур допікання в діапазоні існування рідкої
фази дає змогу зменшити загальну мікропористість твердих сплавів з рівня А4 до рівня А1
внаслідок проникнення рідкої фази в пори.
З підвищенням температури допікання середній розмір зерен WC закономірно
збільшується, тому що вплив температури перевищує вплив тиску. Товщина прошарків Со–фази
під час допікання зумовлюється трьома факторами: температурою, розміром зерна і кількістю
рідкої фази. Тому залежність товщини Со фази від температури допікання не є монотонною.
Для більш точного визначення впливу умов допікання на товщину прошарків
необхідні додаткові спеціальні експерименти.
Приведены результаты исследований в области обработки твердого сплава типа WC–4Co в
условиях высокого давления (4,5 ГПа) и температуры (1310–1450 °С). Обработку предварительно
спеченных в вакууме образцов проводили в аппарате высокого давления. Исследование
микроструктуры образцов твердого сплава проводили методами металлографического анализа.
Показано, что термобарическая обработка твердого сплава приводит к снижению уровня общей
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО
ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
351
пористости и уменьшению числа дефектов в структуре обработанного в условиях высокого
давления твердого сплава. Результаты исследования могут быть полезны в области разработки
технологий изготовления конструкционных элементов аппаратов высокого давления для синтеза и
спекания сверхтвердых материалов.
Ключевые слова: твердый сплав, спекание, высокое давление, структура.
I. O. Hnatenko, V. P. Bondarenko, O. I. Borymsky, I. V. Andreiev
THE INFLUENCE OF A BAROTHERMAL TREATMENT
ON THE STRUCTURE OF CEMENTED CARBIDE WC–4Co
The results of researches of treatment of cemented carbide WC–4Co under high pressure (4.5 GPa)
and temperature (1310–1450 ° С) are observed. Processing of pre-sintered samples in a vacuum was carried
out in a high pressure apparatus. The studying of the microstructure of samples of cemented carbides was
carried out by methods of metallographic analysis. It is shown that barothermal treatment of cemented
carbide leads to a decrease in the porosity and defects in the structure of the cemented carbide processed
under high pressure conditions. The results of the study may be useful in the development of structural
elements of high pressure apparatus for the synthesis and sintering of superhard materials.
Key words: cemented carbide, sintering, high pressure, structure.
Література
1. Прокопив Н. М., Бондаренко В. П., Харченко О. В., Гнатенко И. А. Влияние
термокомпрессионной обработки на структуру и свойства сплава WC–Co c
добавками Cr3C2 // Сверхтв. материалы. – 2006. – № 6 – C. 47–51.
2. Grewe H., Osterman G. Hot isostatic secondary compression of hardmetals // Technis
chemitteilungen Кrupp: Farschung berichte. – 2001. – 35, N 1. – Р. 51–58.
3. Лаптев А. В., Пономарев С. С., Очкас Л. Ф. Особенности структуры и свойств
сплава 84 % WC–16 % Со, полученного горячем прессованием в твердой и жидкой
фазах // Порошковая металлургия. – 2001. – № 9/10. – С. 3–13.
4. Лошак М. Г., Александрова Л. И. Упрочнение твердых сплавов. – Киев: Наукова
думка, 1977. – 148 с.
5. Лошак М. Г. Прочность и долговечность твердых сплавов. – Киев: Наукова думка,
1984. – 328 с.
6. Гнатенко І. О. Удосконалення методу оцінювання стану карбідного скелета
вольфрамових твердих сплавів і визначення впливу технологічних факторів на
нього: автореф. на здобуття ступеня канд. техн. наук за спеціальністю 05.02.01-
«Матеріалознавство» – Київ, 2017 . – 168 с.
Надійшла 15.06.18
References
1. Prokopiv, N. M., Bondarenko, V. P., Kharchenko, O.V., and Gnatenko, I. A. (2006).
Effect of the thermal-compression machining on the structure and properties of the WC–
Co alloy with the Cr3C2 additives, Superhard Mater., Vol. 28, 6, 47–51.
2. Grewe, H., & Osterman, G., (2001). Hot isostatic secondary compression of hardmetals,
Technische Mitteilungen Krupp: Farschungberichte, Vol. 35, 1, 51–58.
3. 3.Laptev, A. V., Ponomarev, C. C., & Ochkas, L. F.(2001). Osobennosti struktury i
svoistva splava 84 % WC–16 % Со, poluchennogo goriachim pressovaniem v tverdoi I
zhidkoi fazakh [Peculiarities of the structure and properties of the alloy 84% WC–16%
Выпуск 21. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
352
Co, produced by pressing in the solid and liquid phases], Powder Metallurgy, 9/10, 3–
13[in Russian].
4. Loshak, M. G. & Aleksandrova, L. I.(1977). Uprochnenie tverdykh splavov
[Strengthening of hard alloys]. Kiev: Naukоva Dumka [in Russian].
5. Loshak, M. G.(1984). Prochnost’ and dolgovechnost’ tverdykh splavov [Strength and
durability of hard alloys]. Kiev: Naukova Dumka [in Russian].
6. Hnatenko I. O. (2017). Udoskonalennia metodu otsiniuvannia stanu karbidnogo skeleta
volframovykh tverdykh splaviv i vyznachennia vplyvu tekhnologichnykh factoriv na
niogo [Improving the state evaluation method of tungsten carbide hard metal skeleton and
determine the impact of technological factors on it]. Extended abstract of candidates
thesis. Kyiv [in Ukrainian].
УДК 669.017.16
В. П. Бондаренко, член-кор. НАН України, М. О. Юрчук, канд. техн. наук
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М .Бакуля НАН України,
вул. Автозаводська 2, 04074 м. Київ, e-mail: tverdosplav@ism.kiev.ua
ВПЛИВ ЗОВНІШНЬОГО ОДНООСЬОВОГО CТИСКУ НА СТРУКТУРУ
ТА ВЛАВСТИВОСТІ ПОПЕРЕДНЬО СПЕЧЕНОГО ТВЕРДОГО СПЛАВУ
ВН20 (80% WC + 20% Nі) ПРИ КІНЦЕВОМУ СПІКАННІ У ВАКУУМІ
Наведено результати дослідження впливу зовнішнього одноосьового статичного cтиску
рівного 0,7 МПа на зміну структури та властивості при спіканні у вакуумі попередньо спеченого
карбідовольфрамового твердого сплаву з нікелевою зв’язкою (80% WC + 20% Nі) ВН20 при
температурі 1460 0С.
Ключові слова: твердий сплав, cтиск, структура, властивості, спікання, температура.
В роботі наведені результати дій зовнішнього одноосьового статичного cтиску до 0,7
МПа різної тривалості на зміну структури та властивості при спіканні у вакуумі попередньо
спеченого при різних режимах карбідовольфрамового твердого сплаву з нікелевою зв’язкою
(80% WC + 20% Nі) ВН20 при температурі 1460 С. Відмінність наведеного методу
одержання сплаву від методу гарячого пресування, що широко використовується, полягає в
тому, що твердосплавну заготовку спікають під тиском у не в графітовій формі, яка надає
заготовці відповідні форму та розміри, крім того вона призводить до надлишкового
навуглецювання заготовки. Також використання графітової форми погіршує умови праці,
підвищує собівартість виробів.
Результати аналогічних більш прогресивних експериментів спікання твердих сплавів
наведено в [1, 2]. Також можна відзначити, що відмінним приведеного методу одержання
сплаву є прикладання cтиску тільки до торця заготовки. За такої схеми спікання заготовка не
обмежується з боків і може вільно розтікатись в різні боки.
Мета дослідження – дослідити вплив різної величини одноосьового cтиску на структуру
та властивості попередньо спеченого карбідовольфрамового твердого сплаву з нікелевою
зв’язкою (80% WC + 20% Nі) ВН20, при спіканні у вакуумі при температурі 1460 С.
mailto:tverdosplav@ism.kiev.ua
|