RU2190681C2 - Method for producing abrasion-resistant composite material based on titanium carbide - Google Patents
Method for producing abrasion-resistant composite material based on titanium carbide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190681C2 RU2190681C2 RU2000113923/02A RU2000113923A RU2190681C2 RU 2190681 C2 RU2190681 C2 RU 2190681C2 RU 2000113923/02 A RU2000113923/02 A RU 2000113923/02A RU 2000113923 A RU2000113923 A RU 2000113923A RU 2190681 C2 RU2190681 C2 RU 2190681C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbide
- titanium carbide
- composite material
- cast iron
- resistant composite
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-YPZZEJLDSA-N chromium-50 Chemical compound [50Cr] VYZAMTAEIAYCRO-YPZZEJLDSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к технологии производства композиционных материалов из карбидных и металлических компонентов. The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to a technology for the production of composite materials from carbide and metal components.
Известны карбидостали - композиционные материалы состава карбид титана - сталь, которые применяют для изготовления износостойких деталей /Гуревич Ю. Г., Нарва В.К., Фраге Н.Р. Карбидостали. - М.: "Металлургия", 1988. - С.68/. Способы получения карбидосталей основаны на прессовании смеси порошковых материалов в брикеты и последующее спекание полученных прессовок, либо пропитывание пористого спеченного карбидного каркаса стальным расплавом. Known carbidostals - composite materials of the composition titanium carbide - steel, which are used for the manufacture of wear-resistant parts / Gurevich Yu. G., Narva V.K., Frage N.R. Carbide steel. - M.: "Metallurgy", 1988. - P.68 /. Methods for producing carbide steels are based on pressing a mixture of powder materials into briquettes and subsequent sintering of the obtained compacts, or impregnating a porous sintered carbide skeleton with a steel melt.
При получении карбидосталей способом спекания наблюдается неоднородность по составу, структуре и свойствам спеченных изделий, что связано с эффектом миграции расплава связки в объеме заготовки. Технология изготовления карбидосталей способом спекания характеризуется узким интервалом температур спекания. When carbide steel is obtained by sintering, heterogeneity in the composition, structure, and properties of sintered products is observed, which is associated with the effect of migration of the binder melt in the bulk of the workpiece. The sintering technology for carbide steels is characterized by a narrow sintering temperature range.
Наиболее близким по существенным признакам к заявляемому способу является способ изготовления износостойкого спеченного материала, включающий прессование шихты, содержащей чугунный порошок, 20-50% порошкообразного карбида титана и, в случае необходимости, дополнительно металлические порошки, улучшающие структуру металлической матрицы, предварительное спекание, повторное прессование и окончательное спекание (DE 2234683 В2, B 22 F 3/16, 1979). The closest in essential features to the claimed method is a method of manufacturing a wear-resistant sintered material, comprising pressing a mixture containing cast iron powder, 20-50% of powdered titanium carbide and, if necessary, additionally metal powders that improve the structure of the metal matrix, preliminary sintering, re-pressing and final sintering (DE 2234683 B2, B 22 F 3/16, 1979).
Недостатком этого способа является сложная технология получения износостойкого материала (повторное прессование и спекание), а также применение дорогостоящих металлических порошков. The disadvantage of this method is the complex technology of obtaining wear-resistant material (repeated pressing and sintering), as well as the use of expensive metal powders.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение технологии получения износостойкого композиционного материала на основе карбида титана. The problem to which the invention is directed, is to simplify the technology for producing a wear-resistant composite material based on titanium carbide.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения износостойкого композиционного материала, включающем прессование шихты, содержащей порошки карбида титана и чугуна, и последующее спекание, особенностью является то, что в качестве чугуна используют серый чугун, а в шихту дополнительно вводят порошок карбида хрома при следующем соотношении компонентов, мас. %: карбид хрома - 8-10; порошок серого чугуна - 50-52; карбид титана - остальное. The problem is solved due to the fact that in the method of obtaining a wear-resistant composite material, including pressing a mixture containing powders of titanium carbide and cast iron, and subsequent sintering, a feature is that gray cast iron is used as cast iron, and chromium carbide powder is additionally introduced into the charge in the following ratio of components, wt. %: chromium carbide - 8-10; gray iron powder - 50-52; titanium carbide - the rest.
Предлагаемый способ получения износостойкого композиционного материала на основе карбида титана включает прессование исходной шихты и последующее спекание, причем перед прессованием в шихту вводят порошок серого чугуна и карбид хрома. Вместо порошков легированных сталей в шихту вводят дешевые легкоплавные порошки серого чугуна 50-52%, которые получают измельчением отходов этого материала при обработке деталей резанием, а для обеспечения износостойкости карбидочугуна в прессовку вводят порошок карбида хрома 8-10%, который способствует отбеливанию серого чугуна в период спекания. The proposed method for producing a wear-resistant composite material based on titanium carbide involves pressing the initial mixture and subsequent sintering, and before pressing, gray iron powder and chromium carbide are introduced into the mixture. Instead of alloy steel powders, low-melting powders of gray cast iron of 50-52% are introduced into the charge, which are obtained by grinding the waste of this material when machining parts, and to ensure wear resistance of carbide iron, 8-10% chromium carbide powder is introduced into the compact, which helps bleach gray cast iron in sintering period.
Пример осуществления способа. An example implementation of the method.
Порошки исходных материалов смешивают в смесителе типа "пьяная бочка", прессуют в брикеты, полученные прессовки помещают в графитовый контейнер, засыпают порошком графита и глинозема, спекают при температуре 1450-1470oС в течение 30 мин.The powders of the starting materials are mixed in a drunk barrel mixer, pressed into briquettes, the resulting compacts are placed in a graphite container, filled with graphite and alumina powder, sintered at a temperature of 1450-1470 ° C for 30 minutes.
На фиг. 1 показана микроструктура композиционного материала состава 40% карбида титана и 60% серого чугуна после спекания, а на фиг.2 - микроструктура композиционного материала состава 40% карбида титана, 10% карбида хрома и 50% серого чугуна. Микроструктура композиционного материала состава TiC-СЧ включает три структурные составляющие: эвтектику (микротвердость 9-12 ГПа), сорбитообразный перлит (микротвердость 4-5 ГПа) и включения графита. Композит состава TiC-Cr3С2-СЧ состоит из двух структурных составляющих: эвтектики (микротвердость 19-23 ГПа) и карбида титана в белом чугуне (микротвердость 21-24 ГПа). Таким образом, присутствие в составе карбидочугуна карбида хрома значительно увеличивает микротвердость и, следовательно, износостойкость составляющих его структур.In FIG. 1 shows the microstructure of a composite material with a composition of 40% titanium carbide and 60% gray cast iron after sintering, and FIG. 2 shows the microstructure of a composite material with a composition of 40% titanium carbide, 10% chromium carbide and 50% gray cast iron. The microstructure of the composite material of the composition TiC-SCh includes three structural components: eutectic (microhardness 9-12 GPa), sorbitol-like perlite (microhardness 4-5 GPa) and graphite inclusions. A composite of the composition TiC-Cr 3 C 2 -SCh consists of two structural components: eutectic (microhardness 19-23 GPa) and titanium carbide in white cast iron (microhardness 21-24 GPa). Thus, the presence of chromium carbide in the composition of carbide iron significantly increases the microhardness and, therefore, the wear resistance of its constituent structures.
В таблице приведены некоторые физико-механические свойства прессовок различного состава после спекания. The table shows some physico-mechanical properties of compacts of various compositions after sintering.
Как видно из таблицы, для получения конструкционных износостойких деталей из композиционных материалов состава TiC-СЧ в шихту следует добавлять 8-10 мас.% карбида хрома (Сr3С2) при содержании серого чугуна 50-52 мас.%.As can be seen from the table, to obtain structural wear-resistant parts from composite materials of the composition TiC-SCh, 8-10 wt.% Chromium carbide (Cr 3 C 2 ) should be added to the mixture with a gray cast iron content of 50-52 wt.%.
Испытания показали, что стойкость фильер, используемых в станках для правки и резки арматурной проволоки, из карбидочугуна состава TiC-Сr3С2-СЧ оказалась в 50-60 раз больше стойкости аналогичных фильер из закаленной стали 45.Tests have shown that the resistance of the dies used in straightening and cutting machines for reinforcing wire from carbide cast iron of the composition TiC-Cr 3 C 2 -SCh turned out to be 50-60 times higher than the resistance of similar dies of hardened steel 45.
Claims (1)
Карбид хрома - 8-10
Порошок серого чугуна - 50-52
Карбид титана - ОстальноеA method of obtaining a wear-resistant composite material, including pressing a mixture containing powders of titanium carbide and cast iron, and subsequent sintering, characterized in that gray iron is used as cast iron, and chromium carbide powder is additionally introduced into the mixture in the following ratio, wt.%:
Chromium Carbide - 8-10
Gray Cast Iron Powder - 50-52
Titanium Carbide - Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000113923/02A RU2190681C2 (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Method for producing abrasion-resistant composite material based on titanium carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000113923/02A RU2190681C2 (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Method for producing abrasion-resistant composite material based on titanium carbide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000113923A RU2000113923A (en) | 2002-08-20 |
| RU2190681C2 true RU2190681C2 (en) | 2002-10-10 |
Family
ID=20235615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000113923/02A RU2190681C2 (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | Method for producing abrasion-resistant composite material based on titanium carbide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2190681C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2228238C1 (en) * | 2003-03-24 | 2004-05-10 | Томский научный центр СО РАН | Method for making composite products on base of borides and carbides of metals of iv-vi, viii groups |
| RU2511226C2 (en) * | 2012-04-12 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Method for obtaining pore-free carbide cast iron for manufacture of planishing machines |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU429120A1 (en) * | 1972-12-29 | 1974-05-25 | М. В. Романовский, В. П. Пупынин, Ю. Г. Карташов, Г. А. Либенсон, Л. А. Русанов , В. И. Перегудов | |
| DE2234683B2 (en) * | 1971-07-27 | 1979-12-06 | Chugai Denki Kogyo K.K., Tokio | Process for the production of a wear-resistant sintered iron |
| EP0161462A1 (en) * | 1984-04-11 | 1985-11-21 | BLEISTAHL GmbH | Process for manufacturing valve seat rings |
| EP0339436A1 (en) * | 1988-04-18 | 1989-11-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | A hard alloy particle dispersion type wear resisting sintered ferro alloy and method of forming the same |
| EP0365506A2 (en) * | 1988-10-21 | 1990-04-25 | Sandvik Aktiebolag | Method of making a hard material in the area between cemented carbide and high speed steel |
| RU2016122C1 (en) * | 1992-01-21 | 1994-07-15 | Фукс-Рабинович Герман Симонович | Wear-resistant powdery materials |
| RU2021385C1 (en) * | 1991-06-11 | 1994-10-15 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Hard alloy |
| RU2062813C1 (en) * | 1992-09-16 | 1996-06-27 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с Научно-исследовательским институтом проблем порошковой технологии и покрытий и опытным производством | Abrasion-resistant material |
| RU2082552C1 (en) * | 1993-12-03 | 1997-06-27 | Владимир Александрович Потапенко | Composition of mixture for obtaining of carbide-base or titanium carbonitride- base hard alloy and hard alloy production method |
-
2000
- 2000-05-31 RU RU2000113923/02A patent/RU2190681C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2234683B2 (en) * | 1971-07-27 | 1979-12-06 | Chugai Denki Kogyo K.K., Tokio | Process for the production of a wear-resistant sintered iron |
| SU429120A1 (en) * | 1972-12-29 | 1974-05-25 | М. В. Романовский, В. П. Пупынин, Ю. Г. Карташов, Г. А. Либенсон, Л. А. Русанов , В. И. Перегудов | |
| EP0161462A1 (en) * | 1984-04-11 | 1985-11-21 | BLEISTAHL GmbH | Process for manufacturing valve seat rings |
| EP0339436A1 (en) * | 1988-04-18 | 1989-11-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | A hard alloy particle dispersion type wear resisting sintered ferro alloy and method of forming the same |
| EP0365506A2 (en) * | 1988-10-21 | 1990-04-25 | Sandvik Aktiebolag | Method of making a hard material in the area between cemented carbide and high speed steel |
| RU2021385C1 (en) * | 1991-06-11 | 1994-10-15 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Hard alloy |
| RU2016122C1 (en) * | 1992-01-21 | 1994-07-15 | Фукс-Рабинович Герман Симонович | Wear-resistant powdery materials |
| RU2062813C1 (en) * | 1992-09-16 | 1996-06-27 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с Научно-исследовательским институтом проблем порошковой технологии и покрытий и опытным производством | Abrasion-resistant material |
| RU2082552C1 (en) * | 1993-12-03 | 1997-06-27 | Владимир Александрович Потапенко | Composition of mixture for obtaining of carbide-base or titanium carbonitride- base hard alloy and hard alloy production method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2228238C1 (en) * | 2003-03-24 | 2004-05-10 | Томский научный центр СО РАН | Method for making composite products on base of borides and carbides of metals of iv-vi, viii groups |
| RU2511226C2 (en) * | 2012-04-12 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Method for obtaining pore-free carbide cast iron for manufacture of planishing machines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0331679B1 (en) | High density sintered ferrous alloys | |
| JP3635088B2 (en) | Iron-based powder composition containing CaF2 and iron-based sintered product | |
| JP3378012B2 (en) | Manufacturing method of sintered product | |
| JPH04231404A (en) | Method for powder metallurgy by means of optimized two-times press-two-times sintering | |
| US5039633A (en) | B4C/Al cermets and method for making same | |
| US4274875A (en) | Powder metallurgy process and product | |
| US3899319A (en) | Powder mixture for the production of alloy steel with a low content of oxide inclusions | |
| CA2205869C (en) | Manganese containing materials having high tensile strength | |
| RU2190681C2 (en) | Method for producing abrasion-resistant composite material based on titanium carbide | |
| CA2595905A1 (en) | Iron-based powder combination | |
| DE69218944T2 (en) | BORCARBIDE COPPER CERMETS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION | |
| EP1866113A1 (en) | Diffusion bonded nickel-copper powder metallurgy powder | |
| JPS61231102A (en) | Powder based on iron containing ni and mo for producing highstrength sintered body | |
| WO1998025720A1 (en) | Agglomerated iron-based powders | |
| CA2421429A1 (en) | Hard metal body with hardness gradient, such as punching tools | |
| RU2658566C2 (en) | Method for obtaining compact materials containing titanium diboride using self-propagating high-temperature synthesis | |
| JPS6046170B2 (en) | Copper alloy used for liquid phase sintering of iron powder | |
| SU1052555A1 (en) | Method for making composite tool materials based on steel | |
| RU2017583C1 (en) | Method of manufacture of briquettes for modification of steel and alloys | |
| JPH061666A (en) | Cubic boron nitride sintered body and method for producing the same | |
| RU2167741C2 (en) | Method of producing low-porous powder materials | |
| RU2241059C1 (en) | Method for producing of addition alloy for steel deoxidation | |
| RU2064368C1 (en) | Method of obtaining dispersedly-strengthened copper based materials | |
| EP2163331A1 (en) | Alloyed, non-oxidising metal powder | |
| RU2336146C2 (en) | Method of producing poor porous powder materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030601 |