Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі
Повідомляється про структуру твердих сплавів групи WC—Со після їх спікання у вакуумі та в газовому середовищі без тиску та під тиском газу. Сообщается о структуре твердых сплавов группы WC—Со после их спекания в вакууме и в газовой среде без давления и под давлением газа. The structure of hard alloy...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63453 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі / О.В. Харченко, М.М. Прокопів, Ю.Д. Сердюк // Сверхтвердые материалы. — 2010. — № 2. — С. 96-98. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-63453 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Харченко, О.В. Прокопів, М.М. Сердюк, Ю.Д. 2014-06-01T18:28:11Z 2014-06-01T18:28:11Z 2010 Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі / О.В. Харченко, М.М. Прокопів, Ю.Д. Сердюк // Сверхтвердые материалы. — 2010. — № 2. — С. 96-98. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63453 669.25/27.539 Повідомляється про структуру твердих сплавів групи WC—Со після їх спікання у вакуумі та в газовому середовищі без тиску та під тиском газу. Сообщается о структуре твердых сплавов группы WC—Со после их спекания в вакууме и в газовой среде без давления и под давлением газа. The structure of hard alloys of the WC–Co group after sintering in a vacuum and in a gas atmosphere without pressure and under gas pressure has been considered. uk Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Письма в редакцию Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі |
| spellingShingle |
Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі Харченко, О.В. Прокопів, М.М. Сердюк, Ю.Д. Письма в редакцию |
| title_short |
Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі |
| title_full |
Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі |
| title_fullStr |
Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі |
| title_full_unstemmed |
Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі |
| title_sort |
структура твердих сплавів групи wс—со після спікання в газовому середовищі |
| author |
Харченко, О.В. Прокопів, М.М. Сердюк, Ю.Д. |
| author_facet |
Харченко, О.В. Прокопів, М.М. Сердюк, Ю.Д. |
| topic |
Письма в редакцию |
| topic_facet |
Письма в редакцию |
| publishDate |
2010 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Сверхтвердые материалы |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| description |
Повідомляється про структуру твердих сплавів групи WC—Со після їх спікання у вакуумі та в газовому середовищі без тиску та під тиском газу.
Сообщается о структуре твердых сплавов группы WC—Со после их спекания в вакууме и в газовой среде без давления и под давлением газа.
The structure of hard alloys of the WC–Co group after sintering in a vacuum and in a gas atmosphere without pressure and under gas pressure has been considered.
|
| issn |
0203-3119 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63453 |
| citation_txt |
Структура твердих сплавів групи WС—Со після спікання в газовому середовищі / О.В. Харченко, М.М. Прокопів, Ю.Д. Сердюк // Сверхтвердые материалы. — 2010. — № 2. — С. 96-98. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT harčenkoov strukturatverdihsplavívgrupiwssopíslâspíkannâvgazovomuseredoviŝí AT prokopívmm strukturatverdihsplavívgrupiwssopíslâspíkannâvgazovomuseredoviŝí AT serdûkûd strukturatverdihsplavívgrupiwssopíslâspíkannâvgazovomuseredoviŝí |
| first_indexed |
2025-11-27T01:13:41Z |
| last_indexed |
2025-11-27T01:13:41Z |
| _version_ |
1850790407416315904 |
| fulltext |
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 96
Письма в редакцию
УДК 669.25/27.539
О. В. Харченко, М. М. Прокопів (м. Київ)
Ю. Д. Сердюк (м. Маріуполь)
Структура твердих сплавів групи WС—Со
після спікання в газовому середовищі
Повідомляється про структуру твердих сплавів групи WC—Со
після їх спікання у вакуумі та в газовому середовищі без тиску та під тиском
газу.
Ключові слова: твердий сплав, вакуумне спікання, спікання в
метано-водневому середовищі, компресійне спікання, структура.
Вступ. На сьогодні спікання твердих сплавів групи WС—Со
здійснюють у метано-водневому середовищі, у вакуумі та під тиском газу
(азоту чи аргону) до 10 МПа. Не дивлячись на те, що в системі WС—Со є всі
умови для отримання безпористої структури сплаву (рідка фаза, нульовий кут
змочування, обмежене розчинення WС в кобальті), після спікання в метано-
водневому середовищі та вакуумі (70—100 Па), в ній присутні як окремі
крупні (> 50 мкм) пори, так і залишкова мікропористість на рівні А2-Д2
(згідно з класифікацією ISO 4505) [1]. Схематично така структура представ-
лена на рисунку. Можна припустити, що в порах сплаву після спікання в
метано-водневому середовищі будуть присутні метан і водень, а після ваку-
умного спікання — повітря під тиском р = 40—100 Па.
Вплив метано-водневого середовища на спікання сплавів WС—Со було
розглянуто з точки зору одержання в них двофазної структури. У [3] показа-
но, що водень розчиняється в металах тим в більших об’ємах, чим вища тем-
пература нагрівання, внаслідок чого збільшується крихкість металів. Тому за
наявності в структурі твердого сплаву рідкої фази з високою рухливістю
вакансій атоми водню легше проникають в об’єм зразка. У [4] встановлено,
що атоми газу взаємодіють з вакансіями і дислокаціями твердої та вакансіями
рідкої фаз, зумовлюючи при цьому утворення газовакансійних комплексів,
які призводять до збільшення існуючих або утворення нових газових пор.
Крім того, об’єм водню, розчиненого в рідкій фазі при нормальних умовах,
може перевищувати її об’єм в 5—20 разів.
На наш погляд, при охолодженні сплавів водень буде дифундувати з
об’єму вольфраму на його поверхню з утворенням моношару, послаблюючи
© О. В. ХАРЧЕНКО, М. М. ПРОКОПІВ, Ю. Д. СЕРДЮК, 2010
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2010, № 2 97
міжзеренні та міжфазні границі. У [4] показано також, що водень здатен ад-
сорбуватись на поверхні кристала вольфраму в разі відсутності атомів на
гранях атомної комірки. Тому в процесі рідкофазного спікання, коли вольф-
рам з поверхні малих зерен розчиняється в кобальті і осаджується на
поверхні крупних зерен, водень буде адсорбуватися і розчинятися на його
поверхнях. Внаслідок цього відповідно буде зменшуватися міцність зв’язку
кобальту з границями зерен WC і, як наслідок, зменшуватися міцність сплаву
в цілому. Цим в деякій мірі можна пояснити і нижчі фізико-механічні
властивості сплавів групи ВК після спікання у метано-водневому середовищі
в порівнянні з властивостями твердого сплаву, спеченого у вакуумі при одна-
кових структурних параметрах.
Після компресійного спікання під тиском газу до 10 МПа в структурі
сплаву ліквідуються крупні пори, а залишкова мікропористість зменшується
до А1(А2) 0.1(0.2) [2]. Це підтверджено дослідженням реальної структури
твердих сплавів з різним вмістом Со [5] (див. рисунок, б).
Технологія компресійного спікання включає дві стадії: спікання у вакуумі
для отримання закритої пористості в структурі сплаву і спікання під тиском
газу. Після спікання у вакуумі, перед напуском газу, структура сплаву
аналогічна структурі, зображеній на рисунку, а.
Після напуску газу в установку до утворення робочого тиску на поверхні
зразка і в його об’ємі створюється градієнт тиску, що зумовлює активацію
процесу ущільнення заготовки.
Атоми робочого газу (азоту та аргону) мають малий атомний радіус і малу
енергію міграції [4]. Поскільки напуск газу відбувається при температурі
рідкофазного спікання, його атоми будуть проникати в об’єм матеріалу, за-
повняючи пори до рівня тиску газу в печі. Крім того, ці атоми здатні розчи-
нятись в кобальті, що, можливо, вплине на розчинність карбіду вольфраму в
ньому, а також на змочування в процесі рідкофазного спікання. При
охолодженні сплаву розчинений у рідкій фазі газ буде виділятись і осідати на
границях зерен WС—WС і WС—Со, що зумовить послаблення міцності їх
контакту та міцності сплаву в цілому. Тому структура сплаву, спеченого під
тиском газу, буде аналогічна структурі сплаву після спікання у метано-
водневому середовищі (див. рисунок, а), але без крупних пор, а тиск у залиш-
кових мікропорах буде аналогічний робочому тиску спікання.
Пори
Co
WC
Велика пора
а
Пора
Co
WC
б
Схематичне зображення структури твердого сплаву групи WС—Со після спікання у
вакуумі та в метано-водневому середовищі (а); реальна структура сплаву ВК15 після
спікання під тиском аргону р = 2,5 МПа (б); ×2500, РЕМ “CamScan”.
Якщо тиск газу при спіканні сприяє зменшенню пористості в структурі
сплаву і підвищує його фізико-механічні властивості, то, з урахуванням ви-
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 98
щенаведеного, це підвищення буде мінімальне. Цим пояснюється, що макси-
мальне (до 100 %) підвищення фізико-механічних властивостей при
компресійному спіканні відбувається у малокобальтових сплавах, а
мінімальне (10—20 %) — у багатокобальтових, а також те, що збільшення
тиску газу з 2,5 до 5 МПа не приводить до збільшення їх міцності [6].
Припускаючи наявність газу під тиском у залишкових мікропорах струк-
тури сплаву після спікання в газовому середовищі, можна припустити змен-
шення зносостійкості сплавів в умовах механічної обробки під дією високих
знакоперемінних температур та навантажень.
Видалити газ з об’єму твердого сплаву після спікання в газовому
середовищі можна, якщо стадію охолодження або додатковий відпал його
здійснювати у вакуумі. Так, в [7] показано що твердофазний відпал сплаву
ВК10ОМ після спікання не впливає на структуру та фізико-механічні
властивості, але суттєво підвищує його експлуатаційні властивості.
Сообщается о структуре твердых сплавов группы WC—Со после их
спекания в вакууме и в газовой среде без давления и под давлением газа.
Ключевые слова: твердый сплав, вакуумное спекание, спекание в мета-
но-водородной среде, компрессионное спекание, структура.
The structure of hard alloys of the WC–Co group after sintering in a vacuum
and in a gas atmosphere without pressure and under gas pressure has been considered.
Key words: hard alloys, vacuum sintering, sintering in a methane–hydrogen
atmosphere, pressure sintering, structure.
1. Фальковский В. А., Клячко Л. И. Твердые сплавы. — М.: Изд. дом “Руда и металлы”,
2005. — 422 с.
2. Панов. В. С., Чувилин А. М., Фальковский В. А. Технология и свойства спеченных
твердых сплавов и изделий из них. — М.: МИСиС, 2004. — 464 с.
3. Черемской П. Г., Слезов В. В., Бетехтин В. И. Поры в твердом теле. — М.:
Энергоатомиздат, 1990. — 375 с.
4. Робертс М., Макки Ч. Химия поверхности раздела металл—газ. — М.: Мир, 1981. —
540 с.
5. Prokopiv M. M. Study of the microporosity of WC—Co alloys // J. Superhard mater. — 2008.
— N 4. — P. 266—272.
6. Kolaska H., Dreyer K., Schaaf G. Use of the combined sintering HIP process in the produc-
tion of hard metals and ceramics // Powder Metal. Int. — 1989. — 21, N 1. — P. 22—28.
7. Прокопив М. М., Харченко О. В. Вплив відпалу у вакуумі сплаву ВК10ОМ, спеченого в
метано-водневому середовищі, на його структуру, фізико-механічні властивості,
кінетику зносу в умовах різання // Породоразрушающий и металлообрабатывающий
инструмент — техника и технология его изготовления: Сб. науч. тр. — Киев: ИСМ им.
В. Н. Бакуля НАН Украины, 2009. — Вып. 12. — С. 315—321.
Ін-т надтвердих матеріалів Надійшов 26.10.09
ім. В. М. Бакуля НАН України
ВАТ “Головний спеціалізований
конструкторсько-технологічний ін-т”
|