[go: up one dir, main page]

RU2043867C1 - Method to produce composition material based on tungsten-copper pseudoalloy - Google Patents

Method to produce composition material based on tungsten-copper pseudoalloy Download PDF

Info

Publication number
RU2043867C1
RU2043867C1 RU93026857A RU93026857A RU2043867C1 RU 2043867 C1 RU2043867 C1 RU 2043867C1 RU 93026857 A RU93026857 A RU 93026857A RU 93026857 A RU93026857 A RU 93026857A RU 2043867 C1 RU2043867 C1 RU 2043867C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tungsten
concentrate
copper
powder
baddeleyite
Prior art date
Application number
RU93026857A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93026857A (en
Inventor
И.В. Сокол
А.М. Сундуков
Original Assignee
Институт материаловедения Дальневосточного отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт материаловедения Дальневосточного отделения РАН filed Critical Институт материаловедения Дальневосточного отделения РАН
Priority to RU93026857A priority Critical patent/RU2043867C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2043867C1 publication Critical patent/RU2043867C1/en
Publication of RU93026857A publication Critical patent/RU93026857A/en

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

FIELD: powder metallurgy, production of electrode-tools for electroerosion treatment. SUBSTANCE: method to produce composition material, based on tungsten-copper pseudoalloy, provides for charge pressing and its thermal treatment. In the case, charge has, in mass tungsten concentrate reduction powder 20-27; baddeleyite concentrate powder 3-10; copper powder the rest. Product of tungsten considerate reduction has, in mass tungsten - 74-75; iron 6.-6.5; calcium oxide 16-17; silicon oxide 2.0-2.5; baddeleyite concentrate with 98 mass of zirconium; the rest - components, taken from group oft hafnium, silicon, manganese, titanium and iron. Produced electrode-tool, based on pseudoalloy of tungsten-copper with zirconium oxide, showed increased operational features during hard alloy processing and has lower production cost. EFFECT: method provides better operational features and lower production costs. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности касается изготовления электродов для электроэрозионной обработки (ЭЭО). The invention relates to powder metallurgy, in particular for the manufacture of electrodes for electrical discharge machining (EEO).

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. Known methods for the manufacture of articles from a composite material based on tungsten-copper. The methods include the use of initial compounds of the mixture of pre-obtained expensive components, which complicates the technological scheme and increases the cost of the process.

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.A known method of producing a composite material containing 50 wt. Cu and 50 wt. W, according to which tungsten powder is pressed and sintered at 1400 C, then the obtained tungsten skeleton is impregnated with the molten copper.

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.
The main disadvantages of this method are:
the need for preliminary obtaining the source of expensive components according to the complicated technological scheme;
increased energy consumption for the process due to the high temperature of 1400 C for sintering tungsten skeleton and additional energy during the melting for copper impregnation carcass.

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. The objective of the invention is to implement such a method of obtaining material that would improve its performance, reduce process costs, including through the use of a component of the charge of tungsten-containing mineral raw materials (concentrates) without preliminary hydrometallurgical processing, as well as improve the environment by increasing the degree of use of minerals.

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.
This is achieved by the fact that in the method for producing a composite material based on tungsten-copper, including pressing the mixture with subsequent heat treatment, according to the invention, the mixture is subjected to pressing containing copper, tungsten and zirconium containing components, which use the product of the recovery of tungsten concentrate and baddeleyite concentrate in the following ratio of components in the mixture, wt. The recovery product of tungsten concentrate 20-27 Baddeleyite concentrate 3-10 Copper
At the same time, a powder with a content, wt. tungsten 74-75; calcium oxide 16-17; iron 6-6.5; silica 2-2.5; zirconium-containing component baddeleyite concentrate composition, wt. ZrO 2 98, Hf, Ti, Si, Ca, Mg, Fe the rest.

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. The advantage of the proposed method is that the use of direct reduction products of tungsten concentrate in a mixture without preliminary hydrometallurgical processing, as well as baddeleyite concentrate, reduces the cost of the obtained material by 2–3 times in comparison with the prototype material, simplifies the general technological scheme for producing tungsten-containing components of a composite material eliminates the additional introduction of additives, as they are contained in the products of the restoration of framite concentrate and baddeleyite concentrate, and also improves the environment by eliminating the formation of drainage water after hydrometallurgical redistribution of tungsten concentrate and increasing the degree of use of mineral raw materials.

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. The use of the mixture, in which copper and the product of the reduction of tungsten concentrate, provided an improvement in the operational properties of the electrode material only in the rough processing mode (at a processing frequency of 22 kHz), with the following optimal mass ratio of components, wt. recovery product 25-50; copper 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. The qualitative composition of the charge (in particular, the introduction of additives of zirconium oxide, which has a higher heat capacity of 56.06 J / mol deg and dissociation energy compared to metal tungsten) and the optimal ratio of the charge components provide an increase in the physicochemical and performance properties of the composite material and the electrode -tools from it, namely: a decrease in porosity from 5 to 3% and grain sizes from 5-10 to 1-5 microns, an increase in hardness from 120 to 140 HB and a metal removal rate of 2-2.2 times during EEO of hard alloys .

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. PRI me R. To implement the proposed method used powders with a particle size of less than 50 microns: copper, tungsten concentrate containing the main components, wt. tungsten oxide 76-76.5; calcium oxide 13.5-14; iron oxide 7.5-8; silicon oxide 1.5-2; and also baddeleyite concentrate containing the main components, wt. zirconium oxide 98; Hf, Ti, Si, Ca, Mg, Fe the rest.

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.Tungsten concentrate were reduced in hydrogen atmosphere at 1200 C for 1 hour. The result is a powder composition, wt. W 74.8; CaO 16.50; Fe 6.35; SiO 2 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.The mixture composition, wt. Product recovery tungsten concentrate baddeleyite 25 5 70 Copper stirred centrifugal planetary mill for 6 hours, are compressed on installation of hot pressing at 1200 ° C under a compression pressure of 30.0 MPa at 30 min exposure load. Received material composition, wt. W 19; Cu 70; ZrO 2 4.9; Si, Ca, Hf, Fe 6.0 with a relative density of 97%, grain size 1-5 microns, hardness 130 HB. The material was tested as an electrode tool for electroerosive dimensional processing of VK-8 hard alloy. The performance of the EEE at a processing frequency of 44 kHz was 3.1 mm 3 / min.

По аналогии с примером 1 выполнены примеры 2-3 (таблица). By analogy with example 1, examples 2-3 are performed (table).

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. A comparison of the indicators of the obtained material (examples 1-3) with the prototype (example 6) indicates an increase in the physicochemical properties of the material and operational properties as an electrode tool in EEE of hard alloys, and also reduces the cost of the material.

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).An increase in the content of baddeleyite concentrate by more than 10% (Example 4) leads to a decrease in the electrical conductivity of the material, an increase in porosity and, accordingly, to a deterioration in the performance of the electrode tool (from 3.1 to 2.0 mm 3 / min).

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).A decrease in the content of baddeleyite concentrate of less than 3% (Example 5) leads to a decrease in hardness and, accordingly, to a decrease in wear resistance and material removal rate (from 2.8 to 2.1 mm 3 / min).

Claims (1)

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. 1. METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE MATERIAL BASED ON TUNGSTEN-COPPER PSEED ALLOY, comprising pressing a mixture with subsequent heat treatment, characterized in that the mixture containing copper, a tungsten concentrate reduction product and baddeleyite concentrate are subjected to pressing, in the following ratio, in the following ratio. 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.
The recovery product of tungsten concentrate 20 27
Baddeleyite Concentrate 3 10
Copper Else
2. The method according to p. 1, characterized in that as a product of the recovery of tungsten concentrate using a powder containing, by weight.
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.
Tungsten 74 75
Iron 6.0 6.5
Calcium oxide 16 17
Silica 2.0 2.5
and as a baddeleyite concentrate use a powder containing, by weight.
Оксид циркония 98
Элементы, выбранные из группы, содержащей гафний, кремний, марганец, титан и железо Остальное
Zirconium oxide 98
Elements selected from the group consisting of hafnium, silicon, manganese, titanium and iron
RU93026857A 1993-05-18 1993-05-18 Method to produce composition material based on tungsten-copper pseudoalloy RU2043867C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93026857A RU2043867C1 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method to produce composition material based on tungsten-copper pseudoalloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93026857A RU2043867C1 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method to produce composition material based on tungsten-copper pseudoalloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2043867C1 true RU2043867C1 (en) 1995-09-20
RU93026857A RU93026857A (en) 1996-03-20

Family

ID=20141707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93026857A RU2043867C1 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method to produce composition material based on tungsten-copper pseudoalloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2043867C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2389814C2 (en) * 2008-04-07 2010-05-20 Григорий Николаевич Поповский High temperature metal-ceramic composite
RU2455110C1 (en) * 2010-11-25 2012-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method of producing electric arc plasma generator electrodes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Левит М.Л. и Глаголев Н.Н. Электрод-инструменты из композиционных материалов для электроэрозионных станков. Методические рекомендации, М.: ЭНМИС, 1988, с.23. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2389814C2 (en) * 2008-04-07 2010-05-20 Григорий Николаевич Поповский High temperature metal-ceramic composite
RU2455110C1 (en) * 2010-11-25 2012-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method of producing electric arc plasma generator electrodes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120058002A1 (en) Manufacture of near-net shape titanium alloy articles from metal powders by sintering with presence of atomic hydrogen
US3676161A (en) Refractories bonded with aluminides,nickelides,or titanides
JPH0674462B2 (en) Manufacturing method of cemented carbide tools
US20160243617A1 (en) Manufacture of near-net shape titanium alloy articles from metal powders by sintering with presence of atomic hydrogen
JP2002544375A (en) Metal powder produced by reduction of oxides using gaseous magnesium
JPS627149B2 (en)
RU2043867C1 (en) Method to produce composition material based on tungsten-copper pseudoalloy
EP0011989B1 (en) Phosphorus-iron powder and method of producing soft magnetic material therefrom
JP5059528B2 (en) Cubic boron nitride sintered body and manufacturing method thereof
RU2043861C1 (en) Method for producing composite material on the base of tungsten/copper pseudo alloy
WO2013022531A1 (en) Manufacture of near-net shape titanium alloy articles from metal powders by sintering with presence of atomic hydrogen
CN111940745B (en) Manufacturing method of large loose metallurgical tantalum powder
JP2003013169A (en) WC-Co based fine-grain cemented carbide with excellent oxidation resistance
RU2111833C1 (en) Method of processing of grinding waste of manufacture of permanent magnets
JP4537501B2 (en) Cemented carbide and method for producing the same
US4027134A (en) Electrode for electrical discharge machining
JP2665928B2 (en) Tantalum powder and method for producing the same
RU2098231C1 (en) Method of manufacturing composite material based on pseudoalloy copper-tungsten
RU2098233C1 (en) Method of manufacturing composite material from tungsten-containing mineral raw material based on scheelite concentrate
JP2502322B2 (en) High toughness cermet
KR20190022451A (en) Super hard sintered body
RU2048569C1 (en) Method for production of sintered hard alloy
JP2552264B2 (en) Method for producing W-based alloy sintered body having high toughness
RU2756407C1 (en) Method for producing tungsten-free hard alloy knt from powder materials obtained in alcohol
CA1073474A (en) Process for preparing titanium carbide base powder for cemented carbide alloys