RU2161659C1 - Cermet composition - Google Patents
Cermet composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2161659C1 RU2161659C1 RU2000101153A RU2000101153A RU2161659C1 RU 2161659 C1 RU2161659 C1 RU 2161659C1 RU 2000101153 A RU2000101153 A RU 2000101153A RU 2000101153 A RU2000101153 A RU 2000101153A RU 2161659 C1 RU2161659 C1 RU 2161659C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- composition
- tungsten carbide
- titanium hydride
- tin
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011195 cermet Substances 0.000 title abstract 2
- -1 titanium hydride Chemical compound 0.000 claims abstract description 15
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 11
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 6
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 abstract 2
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 abstract 2
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 abstract 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035900 sweating Effects 0.000 description 1
- PHCCHUUBFXDNIW-UHFFFAOYSA-J tetrasodium tetrabromide Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-] PHCCHUUBFXDNIW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к изготовлению сплавов на основе карбидов вольфрама и может быть использовано для изготовления режущих инструментов, например, фрезера для резки обсадных труб. The invention relates to the manufacture of alloys based on tungsten carbides and can be used for the manufacture of cutting tools, for example, a milling cutter for cutting casing pipes.
Известен сплав на основе карбидов вольфрама, содержащий твердые частицы литых карбидов вольфрама и сплав-связку, включающую никель, марганец и медь (а.с. 323947, В 23 К 35/22). Known alloy based on tungsten carbides containing solid particles of cast tungsten carbides and a binder alloy comprising nickel, manganese and copper (AS 323947, 23 K 35/22).
Однако известный сплав непригоден для изготовления режущих инструментов. However, the known alloy is unsuitable for the manufacture of cutting tools.
Известен сплав на основе карбидов вольфрама, содержащий твердые частицы литых карбидов вольфрама, флюс на основе борсодержащих компонентов и сплав-связку, включающую углерод, хром, молибден, марганец, магний, медь (патент РФ 2120491, C 22 C 29/08, опубл. 20.10.98 г.). Known alloy based on tungsten carbides, containing solid particles of cast tungsten carbides, a flux based on boron-containing components and a binder alloy comprising carbon, chromium, molybdenum, manganese, magnesium, copper (RF patent 2120491, C 22 C 29/08, publ. 10.20.98 g.).
Однако известный сплав направлен на повышение износостойкости деталей, работающих в абразивной и коррозионной средах и также непригоден для изготовления режущих инструментов, работающих в условиях больших динамических нагрузок. Еще одним недостатком известного сплава является использование для приготовления смести и шихты дорогостоящей и энергоемкой индукционной печи. However, the known alloy is aimed at increasing the wear resistance of parts operating in abrasive and corrosive environments and is also unsuitable for the manufacture of cutting tools operating under high dynamic loads. Another disadvantage of the known alloy is the use of expensive and energy-intensive induction furnaces for the preparation of sweep and charge.
Таким образом, возникла проблема создания сплава на основе карбидов вольфрама, обладающего при относительно невысокой стоимости изготовления высокой механической прочностью и пригодного для изготовления режущего инструмента, например, фрезера, работающего при больших динамических нагрузках. Thus, the problem arose of creating an alloy based on tungsten carbides, which at a relatively low cost of manufacture has high mechanical strength and is suitable for the manufacture of a cutting tool, for example, a milling cutter operating under high dynamic loads.
Технический результат - максимально прочное крепление частиц литого карбида вольфрама к корпусу инструмента. The technical result is the most durable fastening of the particles of cast tungsten carbide to the tool body.
Указанный технический результат достигается тем, что известная металлокерамическая композиция на основе карбида вольфрама, содержащая флюс, согласно изобретению дополнительно содержит олово, гидрид титана и медь, а в качестве флюса - комплексный флюс, содержащий тетратоборнокислый натрий, борный ангидрид и висмут азотнокислый при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Карбид вольфрама - 60-68
Олово - 8-12
Гидрид титана - 1,5-1,8
Тетратоборнокистый натрий - 1,0-1,2
Борный ангидрид - 1,0-1,2
Висмут азотнокислый - 0,2-0,3
Медь - Остальное
Содержание зерен карбида вольфрама в пределах 60-68% обусловлено оптимальной концентрацией режущих элементов.The specified technical result is achieved by the fact that the known metal-ceramic composition based on tungsten carbide containing flux according to the invention additionally contains tin, titanium hydride and copper, and as a flux a complex flux containing sodium tetrabrate, boric anhydride and bismuth nitrate in the following ratio of ingredients , wt.%:
Tungsten Carbide - 60-68
Tin - 8-12
Titanium Hydride - 1.5-1.8
Sodium tetrabromide - 1.0-1.2
Boric anhydride - 1.0-1.2
Bismuth nitrate - 0.2-0.3
Copper - Else
The content of tungsten carbide grains in the range of 60-68% is due to the optimal concentration of cutting elements.
При повышении содержания карбида вольфрама более 68% режущие элементы будут соприкасаться друг с другом, что снизит прочность их крепления в композиции. Содержание карбида вольфрама менее 60% снижает удельную концентрацию режущих элементов, что приведет к ухудшению работоспособности инструмента. With an increase in tungsten carbide content of more than 68%, the cutting elements will come into contact with each other, which will reduce the strength of their fastening in the composition. A tungsten carbide content of less than 60% reduces the specific concentration of the cutting elements, which will lead to a deterioration in the performance of the tool.
Олово с медью образуют двухфазный сплав, обеспечивающий композиции высокую прочность и температуру плавления 950-960oC.Tin and copper form a two-phase alloy, providing the composition with high strength and melting point 950-960 o C.
Содержание олова менее 8% повышает температуру приготовления композиции. Увеличение содержания олова свыше 12% снижает пластичность и как следствие прочность композиции в целом. A tin content of less than 8% increases the temperature of preparation of the composition. An increase in the tin content of over 12% reduces the ductility and, as a result, the strength of the composition as a whole.
Минимальное и достаточное содержание гидрида титана - 1,5%, что обеспечивает межфазное взаимодействие карбида вольфрама с композицией. Повышение доли гидрида титана более 1,8% снижает механические свойства композиции (в частности, ударную вязкость). The minimum and sufficient titanium hydride content is 1.5%, which ensures the interfacial interaction of tungsten carbide with the composition. An increase in the proportion of titanium hydride of more than 1.8% reduces the mechanical properties of the composition (in particular, toughness).
Предложенный состав и процентное соотношение флюсующих элементов обеспечивают смачивание карбида вольфрама и корпуса инструмента сплавом. The proposed composition and the percentage ratio of fluxing elements provide wetting of tungsten carbide and the tool body with an alloy.
Такой состав имеет температуру плавления на 60-80oC ниже температуры плавления других составляющих композиции, что обеспечивает удаление окислов и прочное сцепление композиции с корпусом инструмента.Such a composition has a melting point of 60-80 o C below the melting temperature of the other components of the composition, which ensures the removal of oxides and strong adhesion of the composition to the tool body.
Содержание комплексного флюса менее 2,2% не обеспечивает полного покрытия защитной пленкой поверхности всех составляющих композиции при нанесении ее на корпус инструмента. Присутствие в композиции флюсующих элементов более 2,7% приводит к их "выпотеванию", что охрупчивает композицию. Медь обеспечивает оптимальные технологические и эксплуатационные свойства композиции. The content of the complex flux of less than 2.2% does not fully cover the surface of all components of the composition with a protective film when applied to the tool body. The presence of fluxing elements in the composition of more than 2.7% leads to their "sweating", which embarrasses the composition. Copper provides optimal technological and operational properties of the composition.
Содержание меди менее 15,5% снижает ударную вязкость композиции, а ее увеличение свыше 28,3% значительно повышает температуру изготовления композиции и ее нанесение на корпус инструмента. A copper content of less than 15.5% reduces the toughness of the composition, and its increase in excess of 28.3% significantly increases the temperature of manufacture of the composition and its application to the tool body.
Пример осуществления изобретения. An example embodiment of the invention.
Вначале готовят комплексный флюс в количестве 24 г, затем его измельчают до частиц размером 0,3-0,5 мм. Все остальные ингредиенты композиции, кроме карбида вольфрама, взвешивают и берут в следующих количествах, г:
Олово - 98
Гидрид титана - 16,2
Медь - 215
Затем тщательно перемешивают. В термостойкую изложницу помещают литой дробленый карбид вольфрама в количестве 627 г, размер частиц 5-7 мм, сверху засыпают ранее приготовленную смесь вместе с флюсом и помещают в муфельную печь, где нагревают, выдерживают 15 мин и охлаждают. Полученную композицию в виде прутков наносят с помощью газопламенной горелки на корпус инструмента.First, a complex flux in the amount of 24 g is prepared, then it is crushed to particles 0.3-0.5 mm in size. All other ingredients of the composition, except for tungsten carbide, are weighed and taken in the following amounts, g:
Tin - 98
Titanium Hydride - 16.2
Copper - 215
Then mix thoroughly. 627 g of cast tungsten carbide is cast into the heat-resistant mold; the particle size is 5-7 mm; the previously prepared mixture is poured together with the flux from above and placed in a muffle furnace, where it is heated, held for 15 minutes and cooled. The resulting composition in the form of rods is applied using a gas flame burner to the tool body.
Технические испытания полученного опытного образца на срез на машине УМ-5 (универсальная испытательная машина) показали, что касательное напряжение сдвига составляет 9,5 кг/мм2, что свидетельствует о достаточно хорошей прочности композиции.Technical tests of the obtained prototype for shear on a machine UM-5 (universal testing machine) showed that the shear stress is 9.5 kg / mm 2 , which indicates a fairly good strength of the composition.
Таким образом, предлагаемая композиция может быть использована для вооружения скважинного фрезерного инструмента, работающего в условиях динамических нагрузок. Thus, the proposed composition can be used for armament of a downhole milling tool operating under dynamic loads.
Claims (1)
Карбид вольфрама - 60 - 68
Олово - 8 - 12
Гидрид титана - 1,5 - 1,8
Тетратоборнокислый натрий - 1,0 - 1,2
Борный ангидрид - 1,0 - 1,2
Висмут азотнокислый - 0,2 - 0,3
Медь - ОстальноеA ceramic-metal composition based on tungsten carbide containing a flux, characterized in that it additionally contains tin, titanium hydride and copper, and as a flux, a complex flux containing sodium tetrabrate, boric anhydride and bismuth nitrate, in the following ratio of ingredients, wt.% :
Tungsten Carbide - 60 - 68
Tin - 8 - 12
Titanium Hydride - 1.5 - 1.8
Sodium tetrate-boric acid - 1.0 - 1.2
Boric anhydride - 1.0 - 1.2
Bismuth nitrate - 0.2 - 0.3
Copper - Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101153A RU2161659C1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Cermet composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101153A RU2161659C1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Cermet composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2161659C1 true RU2161659C1 (en) | 2001-01-10 |
Family
ID=20229468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000101153A RU2161659C1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Cermet composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2161659C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2237742C2 (en) * | 2002-11-21 | 2004-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" | Composite material for cutting tool |
| RU2347000C2 (en) * | 2006-10-10 | 2009-02-20 | ООО "БИТТЕХНИКА" Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА" | Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU492583A1 (en) * | 1974-04-19 | 1975-11-25 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Ан Украинской Сср | Wear resistant composite material |
| US4735655A (en) * | 1985-10-04 | 1988-04-05 | D. Swarovski & Co. | Sintered abrasive material |
| US5281250A (en) * | 1992-01-29 | 1994-01-25 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Powder material for rare earth-iron-boron based permanent magnets |
| GB2309707A (en) * | 1996-02-02 | 1997-08-06 | Smith International | Improved hard facing material for rock bits |
| RU2120491C1 (en) * | 1997-09-17 | 1998-10-20 | Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова | Wear-resistant alloy |
-
2000
- 2000-01-13 RU RU2000101153A patent/RU2161659C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU492583A1 (en) * | 1974-04-19 | 1975-11-25 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Ан Украинской Сср | Wear resistant composite material |
| US4735655A (en) * | 1985-10-04 | 1988-04-05 | D. Swarovski & Co. | Sintered abrasive material |
| US5281250A (en) * | 1992-01-29 | 1994-01-25 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Powder material for rare earth-iron-boron based permanent magnets |
| GB2309707A (en) * | 1996-02-02 | 1997-08-06 | Smith International | Improved hard facing material for rock bits |
| RU2120491C1 (en) * | 1997-09-17 | 1998-10-20 | Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова | Wear-resistant alloy |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2237742C2 (en) * | 2002-11-21 | 2004-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" | Composite material for cutting tool |
| RU2347000C2 (en) * | 2006-10-10 | 2009-02-20 | ООО "БИТТЕХНИКА" Общество с ограниченной ответственностью "БИТТЕХНИКА" | Method of fabricating rod made out of hard alloy composite for soldering on surface of cutting tool |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4410604A (en) | Iron-based brazing alloy compositions and brazed assemblies with iron based brazing alloys | |
| WO1999039015A1 (en) | Nickel based alloys for internal combustion engine valve seat inserts, and the like | |
| EP0116437B1 (en) | Brazing alloy | |
| JPH09225679A (en) | Ni base heat resistant brazing filter metal excellent in wettability and corrosion resistance | |
| US4451508A (en) | Hard facing of metal substrates using material containing VC and improved flux compositions therefor | |
| RU2161659C1 (en) | Cermet composition | |
| JP3517462B2 (en) | Iron-aluminum alloys and their uses | |
| RU2038401C1 (en) | Nickel-base powdery high-temperature wear-resistant alloy | |
| JP5011622B2 (en) | Stainless cast steel with excellent heat resistance and machinability | |
| CA1214342A (en) | Cast iron alloy and method for producing same | |
| US5183636A (en) | Braze filler metal with enhanced corrosion resistance | |
| US3118763A (en) | Cobalt base alloys | |
| JPS6117895B2 (en) | ||
| JP7659441B2 (en) | Nickel brazing material with excellent wettability | |
| RU2041784C1 (en) | Solder and soldering method | |
| JPS626737B2 (en) | ||
| JPS626736B2 (en) | ||
| US3026199A (en) | Metal alloy | |
| SU616814A1 (en) | Sintered hard metal | |
| JPS5641348A (en) | Metal-graphite-ceramic composite | |
| US2843478A (en) | High temperature brazing alloy for joining fe cr al materials and austenitic and ferritic stainless steels | |
| JPH0346539B2 (en) | ||
| JP2778041B2 (en) | Ni-base heat-resistant alloy | |
| Spiridonova | Structure and Properties of Fe--B--C Alloys | |
| JPH0565575B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100114 |