Способы смешения твердых сплавов

23.07.2019

Металлокерамические твердые сплавы состоят из карбидов и цементирующих металлов. В качестве компонентов смесей для промышленных твердых сплавов используют карбид вольфрама, титано-вольфрамовый карбид, карбиды с присадками карбидов тантала, ниобия, ванадия и др. и в качестве связующего металла кобальт в количествах, отвечающих составу данной марки сплава.

Операция приготовления смесей — одна из основных в общей схеме технологического процесса. От тщательности проведения этой операции во многом зависит качество изготавливаемого сплава. На последующих операциях изготовления сплавов (прессование и спекание) невозможно исправить недостатки приготовления смеси.

Известно несколько способов смешения карбидов с цементирующим металлом: осаждение соли кобальта на порошке карбида вольфрама, осаждение цементирующего металла из растворов с помощью цинковой пыли, механическое смешение компонентов всухую и в присутствии жидкости.

При первом способе порошок карбида заливают раствором соли кобальта, например солью углекислого кобальта СоСО3*mСо(ОН)2*nН2O или солью щавелевокислого кобальта CoC2OH4, после чего раствор выпаривают при постоянном перемешивании. Образуется смесь порошкообразного карбида с твердой солью, которую прокаливают в токе водорода. Во время прокаливания кобальтовая соль разлагается, образовавшийся углекислый газ и углеводороды улетучиваются. В результате получается смесь карбида с металлическим кобальтом.

Второй способ смешения основан на реакции вытеснения металлического кобальта из раствора его комплексной аммиачнохлористой соли [Co(NH3)6]Cl3 металлическим цинком.

Этот способ смешения состоит в том, что вначале приготавливают аммиачный раствор хлористого кобальта, смешивая раствор хлористого кобальта с аммиачной водой. В аммиачный раствор хлористого кобальта засыпают порошки карбида и металлического цинка. При интенсивном перемешивании раствор кобальта взаимодействует с металлическим цинком, в результате чего на порошкообразный карбид, находящийся во взвешенном состоянии, осаждаются мельчайшие частицы кобальта.

При этом протекают следующие реакции:

По окончании осаждения раствор отстаивают в реакторе и сливают. Осадок несколько раз промывают слабым раствором хлористого аммония и на нутч-фильтре — спиртом до полного удаления воды. Полученную смесь высушивают в паровых сушильных шкафах и передают на размол.

При третьем способе смешения отдельно приготовленные порошки карбидов и цементирующего металла перемешивают в шаровых мельницах или в специальных размольных агрегатах в сухом состоянии или в жидкости. Разновидность этого способа — сравнительно недавно предложенный способ натирания кобальта из футеровки и размалывающих тел, изготовленных из чистого металлического кобальта, на карбидные частицы.

Каждый из указанных способов смешения имеет свои преимущества и недостатки. Преимущество первых двух способов состоит в очень равномерном распределении кобальта среди карбидных частиц, а также в высокой производительности процесса.

Основные недостатки этих способов:

1. Некоторое обезуглероживание карбида при прокаливании смесей вследствие частичного восстановления окислов углеродом карбида, что затрудняет регулирование состава сплава по углероду.

2. Загрязнение смеси карбида с кобальтом примесями цинка.

3. Вредность процесса вследствие использования аммиака.

4. Необходимость в дополнительном оборудовании.

5. Неудобство технологии, связанное с введением в общую схему металлокерамического производства чисто химических процессов.

Механическое смешение порошков имеет следующие преимущества:

1. Получение однородной шихты карбида с кобальтом (особенно при размоле в жидкой среде).

2. Возможность использования исходных порошков карбидов с любыми размерами зерен.

3. Возможность регулирования размера зерен карбидной составляющей сплавов.

4. Отсутствие примесей в изготовленной смеси.

Недостатки этого метода смешения:

1. Недостаточная однородность шихты при сухом смешении порошков.

2. Большая продолжительность процесса размола.

3. Быстрый износ размалывающих тел и футеровки мельницы.

4. Большая трудоемкость процесса.

Метод натирания кобальта на карбидные частицы из шаров и футеровки имеет тот недостаток, что невозможно точно определить время натирания, необходимое для получения требуемого состава смеси. Для одной и той же марки смеси оно будет различным вследствие разной дисперсности порошка карбида, влияющей на абразивные свойства размалываемого материала, поверхности футеровки и размалывающих тел (различная их шероховатость), а также размеров этих тел.

Механическое смешение порошков нашло наиболее широкое применение в отечественной и зарубежной промышленности.

Технологический цикл изготовления смесей механическим смешением компонентов состоит из следующих операций: взвешивание компонентов, загрузка их в мельницу, размол, выгрузка смеси из мельницы. В случае смешения в жидкости смесь после выгрузки высушивают в сушильных шкафах или дистилляторах. Режимы смешения подбирают в основном опытным путем.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна