RU2021385C1

RU2021385C1 - Hard alloy

Info

Publication number: RU2021385C1
Authority: RU
Inventors: О.Ю. Ефимов; Н.Г. Зарипов; Р.Р. Кудашев; Л.В. Петрова; Р.Р. Кабиров; Ю.Н. Соколов; А.Н. Питюлин
Original assignee: Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1991-06-11
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: powder metallurgy. SUBSTANCE: the hard alloy comprises the following components (wt %): 45-97 titanium carbide having the composition TiC_0,47-TiC_0,80; 3-55 a metal bond from the group of iron or titanium, the metal bond may include an alloy based on a metal of the group of iron. EFFECT: improved properties of the hard alloy. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к составам твердых сплавов на основе карбида титана. The invention relates to the field of powder metallurgy, and in particular to compositions of hard alloys based on titanium carbide.

Известен твердый сплав, содержащий карбид титана стехиометрического состава и металлическую связку - жаропрочный никелевый сплав, например, типа ЖС6У, при следующем соотношении компонентов в массовых процентах: Карбид титана 70 Металлическая связка 30
Известен твердый сплав, содержащий карбид титана с составом TiC_0,85-TiC_0,96 и сложнолегированную металлическую связку при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 10-30 Молибден 2-25 Ниобий 0,05-0,10
Данный твердый сплав как наиболее близкий к предлагаемому принят за прототип.A known hard alloy containing stoichiometric titanium carbide and a metal binder is a heat-resistant nickel alloy, for example, type ZhS6U, with the following ratio of components in mass percent: Titanium carbide 70 Metal binder 30
Known hard alloy containing titanium carbide with a composition of TiC _0.85- TiC _0.96 and complex alloyed metal binder in the following ratio of components, wt.%: Nickel 10-30 Molybdenum 2-25 Niobium 0.05-0.10
This carbide as the closest to the proposed adopted for the prototype.

К недостаткам объекта-прототипа относится низкий уровень прочностных свойств и трудности при изготовлении из данного твердого сплава сложнопрофильных изделий. The disadvantages of the prototype object include a low level of strength properties and difficulties in the manufacture of complex products from this hard alloy.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств твердого сплава при комнатной температуре при расширении технологических возможностей, его обработки за счет получения сложнопрофильных изделий. The aim of the invention is to increase the strength properties of a hard alloy at room temperature while expanding technological capabilities, its processing due to the production of complex products.

Поставленная цель достигается тем, что твердый сплав, содержащий карбид титана нестехиометрического состава и металлическую связку из группы железа или тугоплавкий металл, содержит карбид титана состава TiC_0,47-TiC_0,80 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид титана с составом TiC_0,47-TiC_0,80 45-97
Металлическая связка
из группы железа или тугоплавкий металл 3-55
Рекомендуется в качестве тугоплавкого металла использовать титан, а в качестве связки - сплав.This goal is achieved in that the hard alloy containing titanium carbide of non-stoichiometric composition and a metal binder from the iron group or a refractory metal contains titanium carbide of the composition TiC _0.47- TiC _0.80 in the following ratio of components, wt.%:
Titanium carbide with a composition of TiC _0.47- TiC _0.80 45-97
Metal bundle
from the group of iron or refractory metal 3-55
It is recommended to use titanium as a refractory metal, and alloy as a binder.

В предлагаемом твердом сплаве за счет снижения количества связанного углерода в карбиде титана уменьшается температура хрупко-вязкого перехода за счет чего повышается прочность карбида и твердого сплава в целом, а также открывается возможность высокотемпературной деформации твердого сплава и получения изделий из предлагаемого твердого сплава объемной штамповкой. In the proposed hard alloy, by reducing the amount of bound carbon in titanium carbide, the brittle-viscous transition temperature decreases, thereby increasing the strength of carbide and the hard alloy as a whole, and it also opens up the possibility of high-temperature deformation of the hard alloy and production of products from the proposed hard alloy by die forging.

Металлы группы железа и титан хорошо смачивают карбид титана и поэтому являются хорошей связкой. The metals of the iron and titanium groups wet the titanium carbide well and therefore are a good bond.

Снижение количества связки менее 3 (мас.%, равно, как и повышение количества связи более 55% снижает прочностные свойства предлагаемого твердого сплава до уровня, соизмеримого с твердым сплавом-прототипом и аналогом. The decrease in the number of bonds less than 3 (wt.%, As well as the increase in the number of bonds more than 55% reduces the strength properties of the proposed hard alloy to a level comparable with the hard alloy prototype and analogue.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. The invention is illustrated by the following example.

Изготавливали заготовки из твердых сплавов. Для этого смешивали шихту из порошков титана и углерода, взятых в соотношении, необходимом для получения карбида титана с составом TiC_0,47-TiC_0,80. В шихту дополнительно добавляли порошки металлов группы железа или титана. Из шихты прессовали заготовки диаметром 70 мм, укладывали заготовки в реакционную пресс-форму, инициировали в них реакцию горения и компактировали после окончания горения заготовки до беспористого состояния. В экспериментах варьировали количественное соотношение карбидной фазы и металла-связки, а также содержание связанного углерода в карбиде титана. Из полученных заготовок вырезали образцы для механических испытаний в виде прямоугольных параллелепипедов с размерами 5х5х8 мм. Образцы испытывали на сжатие при комнатной температуре со скоростью деформирования 1 мм/мин. Измеряли прочностные свойства и пластичность материалов. Полученные результаты сведены в таблицу. Там же представлены результаты испытаний твердых сплавов аналога и прототипа.Hard billets were made. For this, a mixture of titanium and carbon powders was taken, taken in the ratio necessary to obtain titanium carbide with a composition of TiC _0.47- TiC _0.80 . Powders of metals of the iron or titanium group were additionally added to the charge. Workpieces with a diameter of 70 mm were pressed from the charge, the workpieces were placed in a reaction mold, a combustion reaction was initiated in them, and compacted after burning the workpiece to a non-porous state. In the experiments, the quantitative ratio of the carbide phase and the metal binder was varied, as well as the content of bound carbon in titanium carbide. Samples for mechanical tests in the form of rectangular parallelepipeds with dimensions of 5x5x8 mm were cut from the obtained blanks. Samples were tested for compression at room temperature with a strain rate of 1 mm / min. The strength properties and ductility of the materials were measured. The results are summarized in table. The test results of hard alloys of the analogue and prototype are also presented there.

Как следует из таблицы, прочность твердого сплава существенно повышается. As follows from the table, the strength of the hard alloy is significantly increased.

Проведенные эксперименты по деформации образцов при 1000^оС, показали, что предлагаемый твердый сплав обладает повышенной пластичностью, что позволяет получать из него сложнопрофильные изделия штамповкой.Carried on the sample deformation experiments at 1000 ^{° C} showed that the proposed hard alloy has high ductility, which allows to obtain therefrom articles slozhnoprofilnyh stamping.

Claims

1. A hard alloy containing non-stoichiometric titanium carbide and a metal binder from the iron group or a refractory metal, characterized in that it contains titanium carbide of the composition TiC _0.47- TiC _0.80 in the following ratio of components, wt.% :
Titanium Carbide Composition TiC _0.47- TiC _0.80 45 - 97
Iron binder or refractory metal 3 - 55
2. The alloy according to claim 1, characterized in that as a metal bond from the iron group it contains an alloy based on metals of this group, and titanium as a refractory metal.