Горячее прессование (спекание под давлением)

Горячее прессование (спекание под давлением ), т. е. одновременное воздействие давления и температуры на твердосплавную смесьприменяется относительно дав­но [83—93]. Наиболее успешно этот метод используют при изготовлении волок, волочильных матриц, размоль­ных шаров, валков и сердечников снарядов, так как он позволяет получить почти беспористые, очень твердые и износостойкие изделия.

Порошкообразную твердосплавную смесь загружают в графитовые формы и при 1300—1600° С подвергают воздействию давления 70—150 кГ/см2. Матрицу нагрева­ют прямым пропусканием тока или при помощи токопро – водящих пуансонов. На рис. 23 показаны установки для горячего прессования с различными способами нагрева, на рис. 24 — пресс и прессформа для спекания под давле­нием. Целесообразно применять гидравлическое давле­ние или при небольших партиях — пневматическое.

При нагревании твердосплавных матриц пуансоны входят в матрицу при температурах спекания кобальта; окончательное уплотнение происходит при появлении жидкой фазы. При слишком высоких температурах спека­ния и давлении прессования часть жидкой фазы выдав­ливается через зазоры прессформы. Контролируя темпе­ратуру и продолжительность спекания, а также уплотне­ние (измерение движения пуансона), можно довольно точно установить степень спекания. Чтобы не применять слишком высокие матрицы, рекомендуется утряской или предварительным прессованием более плотно загрузить форму. Соотношение плотности прессовки к плотности спеченного изделия составляет от 2,5: 1 до 2 : 1.

Для изготовления волок и шаров применяют 5—10-г прессы, большие же матрицы, волочильный инструмент и валки прессуют на 50—100-т установках горячего прес­сования мощностью 200—400 кв. Продолжительность спекания зависит от размера прессовок: для небольших волок (10×8 или 8×6 мм) достаточно 1,5—3 мин, для изделий весом в несколько килограммов требуется 10— 30 мин. Температура спекания снижается с 1550—1600° С для сплавов с 3% Со до 1350—1400°С для сплавов с 6— 8% Со.

I

K –

DK

I

15-

12

; 150 Кгц

[] у-10кец

Ik

G~71

13

Рис. 23. Установки для горячего прессования с различными спосо­бами нагрева:

А— нагрев через угольную трубу, б, в — пропускание тока через пуансоны или прессформу; г, д — индукционный нагрев; 1 — угольная или графитовая форма; 2— порошковая набивка; 3— прессовка; 4 — графитовая форма; 5—гра­фитовый пуансон; 6 — пуансон, передающий давление; 7 — трансформатор; S — контактирующий пуансон; 9 — пуансон (изолированный); 10— графитовый контакт; 11 — керамические пуансон и форма; 12 — индукционная катушка; 13 — керамические части, передающие давление; 14 — графитовая форма; 15 — графитовый пуансон

Рис. 24. Пресс и прессформа для спекания под давлением:

/ — нижний пуансон; 2 — водоохлаждаемый контакт; 3 — верхний пуансои; 4 — гидравлический поршень; 5 — трансформатор 75 ква\ 6 — водоохлаждае – мая контактная головка; 7 — графитовое контактное кольцо; S — прессовка; 9 — графитовая форма

Горячее прессование значительно дороже обычного спекания главным образом из-за большого расхода гра­фита и электроэнергии. Поэтому пытались перейти к ис­пользованию многоместных прессформ. Однако по срав­нению с прессованием в одноместной прессформе при этом получают менее удовлетворительные результаты по однородности изделий.

Для изготовления некоторых инструментов твердо­сплавные фасонные изделия можно нагревать до высо­ких температур и путем изгибания и скручивания прида­вать им нужную форму [94]. Однако этот способ можно лишь условно назвать горячим прессованием.

Литература

1. Skaupy F. Metallkeramik, 3. Aufl., Verlag Chemie, Berlin 1949, S. 172.

2. Kieffer R., Hotop W. Pulvernietallurgie und Sinterwerk – stoffe, 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin (Gottingen) Heidelberg, 1948.

3. Goetzel С. G. Treatise on Powder Metallurgy, v. 11 Interscien – ce Publ., N. Y., 1950.

4. AgteC., PetrdlikM. Hartmetalle1Prag, 1951.

5. D a w i h 1 W. A Handbook of Hard Metals. Her Stat. Majesty Off., L., 1955.

6. P а к о в с к и й В. С. и др. Основы производства твердых сплавов. Металлургиздат, M., 1960.

7. Comstock G. J. Trans. Amer. Soc. Steel Treat., 1930, v. 18, p. 993—1008.

8. B u r d e n H. J. Inst. Prod. Engr., 1940, v. 19, p. 391—407.

9. E n g 1 e E. W. Powder Metallurgy, Amer. Soc. Met., Cleveland, 1942, p. 436—453. :

10. С о m s t о с k G. J. Iron Age, 1945, v. 156, № 9, p. 36A—36L.

11. T r a p p G. J e. a. Iron and Steel Inst., Spec. Rep., L., 1947 №38, p. 92—98.

12. Burden H. Iron and Steel Inst., Spec. Rep., L., 1947, № 38, p. 78—83.

13. Trent E. M. Inst. Prod. Engr., 1947, v. 28, p. 349—358.

14. Franssen H. Metall, 1950, Bd 4, S. 484—486.

15. Berry B. E. Murex Rev., 1951, v. 1, № 8, p. 165—183.

16. Ballhausen C. Stahl und Eisen, 1951, Bd 71, S. 1090—1097.

17. Trent E. M. Powder Metallurgig., 1958, № 1/2, p. 65—72.

18. Alterthum H. Wolfram, Vieweg und Sohn, Braunschweig, 1925.

19. Knep p er F. Die Fabrikation von Wolframdrahten fur elektrische Gliihlampen und Radiorohren, Hachmeister und Thai, Leipzig, 1930.

20. Smithells C. J. Tungsten, 3. Auflage, Chapman und Hall, L., 1952. (

21. Li K. C., Wang C. Y. Tungsten, Reinhold Publ. N. Y., 1947.

22. Agte C., Vacek J. Wolfram und Molybdan, Akademie-Verlag, Berlin, 1959.

23. Chaudron C. Compt. Rend., 1920, v. 170, p. 1056; Ann. Chimie, 1921, p. 221—281.

24. Liempt v an I. A. Z. anorg. allg. Chem., 1922, Bd 120, S. 267— 276.

25. Kopel man В. Лш. Inst. Min. Met. Eng., Tcchii. Publ., № 2100, 1946.

26. Kopelnian B.. Gregg V. Am. Inst. Min. Met. Eng., Techn. Publ., № 2434, 1948.

27. Qoll enb erg O., Sandberg B. Svens. Kern. Tid., 1941, Bd 53, S. 192.

28. GiemserO., SauerIiZ. anorg. Chem., 1943, Bd 252, S. 144— 159

29. Hougen J. a. o. Ing. Engng. Chem., 1956, v. 48, p. 318—320.

30. lPetrdlik M. Chem. Listy, 1957, sv. 51, s. 1300—1303; Coll. Czechoslov. Chem. Commun., 1958, sv. 23, s. 372—375.

31. Spier H„ Wanmaker W. Philips Res. Rep., 1958, v. 13, p. 149—156.

32. Griffits R. J. Electrochem. Soc., 1958, v. 105, p. 398—402.

33. Austi n L. Ind. Engng. Chem., 1961, v. 53, p. 659—661.

34. Ahn Y. J. Japan Soc. Powder Met, 1961, v. 8. p. 253—258, 1962, v. 9, p. 93—101,

35. Hendus H. u. a. Z. Metallkunde, 1957, Bd 48, S. 615—624.

36. Мельников В. H. и др. Порошковая металлургия, 1963, № 1, с. 93—103.

37. Hegediis A., Gado P. Z. anorg. allg. Chem, 1960, Bd 305, S 227 235 ¦

38. PerraultR. Le Cobalt, Dunod, Paris, 1946.

39. Y о u n g R. Cobalt, Reinhold Publ., N. Y., 1960.

40. P i е d е b о е u f Ch. Kobalt Inf., Dusseldorf, 1961.

41. В a Ike С. Industr. Engng. Chem., 1929, v. 21, р. 1002—1007; 1935, v. 27, p. 1166.

42. Driggs F., Lilliendahl W. Industr. Engng. Chem, 1931, v. 23, р. 634—637.

43. Titterington R, Simpson A. Symposium on Powder Me­tallurgy, 1954, Iron and Steel Inst, Spec. Rep. № 58, 1956, p. 11—18.

44. Miller G. Tantalum and Niobium, Butterworth Sci. Publ, L., 1959.

45. Sisco F., Epremian E. Columbium and Tantalum. J. Wiley, N. Y, 1963.

46. Kieffer R, Braun IT. Vanadin, Niob und Tantal. Springer – Verlag, Berlin (Gottingen) Heidelberg, 1963.

47. Barksdale J. Titanium, Ronald Press Co, N. Y, 1949.

48. Gmelins—Handbuch der anorg. Chem, System № 41, Titan, Verlag Chemic, Weinheim, 1951.

49. B. I.O. S., Final Rep, № 1385, p. 18—20. (F. Krupp, Widia-Fabrik).

50. Kpanyxnn В. В. и др. Цветные металлы 1957 т. 30, № 9, с. 67—73; № 11, с. 76—78.

51. Imai Y, М. Kumazawa. Nippon Kinzoku Gakkai S i. 1960, v. 24, р. 312-315.

52. Ballhausen С. B. I.O. S, Final Rep, № 1385, 1945, p. 86—87; B. I.O. S. Final Rep., № 925, App. II.

53. F-ranssen H. Arch. Eisenhuttenwes, 1948, Bd 19, S. 79—84, S. 91—92.

54. Hinniiber J., Kinna W. Techn. Mitt. Krupp, 1961, Bd 19, S. 130—153; Stahl und Eisen, 1962, Bd 82, S. 31—46.

55. Spriggs G. Powder Metallurgy, 1961, № 7, p. 296—311.

56. Meyer O., Eilendcr W. Arch. Eisenliiiltenwes., 1938, Bd 11, S. 545—562.

57. И вен сен В. A. и др. Твердые сплавы, Металлургиздат, 1959, т. I, с. 7—40.

58. В е rn а г d R., Davoine F. Optik, 1953, Bd 10, S. 150—155.

59. MissolW. Prace Inst. Hutn., 1960, sv. 12, s. 295—304.

60. Mader W. J., Blaha Radex-Rdsch., 1962, S. 25—32.

61. Swenson H., Amer. Machinist, 1951, v. 95, p. 131—133.

62. С а и о й л о в А. Г. Изв. АН СССР, OTH, Металлургия и топливо, 1957, № 2, с. 159—162.

63. Lennon F. Iron Age, 1953, v. 171, № 6, p. 153—156.

64. West J. Cermets, Reinhold Publ., N. Y., 1960, p. 86—96.

65. Bruzda E. Teen. Zpravy, Vestec, 1960, № 3, s. 46—52.

66. Б p о x и H И. С. и др. Твердые сплавы. Металлургиздат, 1959, т. 1, с. 100—111.

67. Diibel W., Warkentien W. Neue Werkstoffe durch pulver – metallurgische Verfahren. Academie Verl., Berlin, 1964, S. 98—108.

68. ‘С 1 о u g h Q. Machinery, 1963, v. 102, p. 655—658.

69. Самсонов Г. В., Кислый П. С. ДАН УССР, 1959, № 1, с. 46—47; Порошковая металлургия, 1962 № 3, с. 31—48.

70. Kawashima С. а. о. J. Japan Soc. Powder, Met., 1958, v. 5, p. 18—25.

71. Steel, 1952, v. 29, p. 76—77.

72. Wambold J. Cermets, Reinhold Publ., N. Y., 1960, p 86

73. Zscherpe E. Z. VDI, 1955, Bd 97, S. 1167—1168.

74. Donovan M. Powder Metallurgie, 1958, № 1/2, p. 104—113.

75. Cox F. Murex Rev., 1960, v. 2, № 22, p. 41—61.

76. Yoshida K – Kikai to Kogu, 1961, v. 5 ,№ 6, p. 93—97.

77. N о r t о n J. J. Metals, 1956, v. 8, p. 49—53.

78. O 1 i v e r A. Vortrag IPT, Qraz, 1948, Ref. № 11.

79. D a w i h 1 W. Z. Metallkunde, 1952, Bd. 42, S. 193—197.

80. Ан дере H. P. Твердые сплавы, Металлургиздат, 1960, № 2, с. 46—56.

81. Kitzer W. Staub, 1961, Bd. 21, S. 530—532.

82. Салиходжаев С. С., Венгерская X. И. Порошковая ме­таллургия, 1962, № 2, с. 106—110.

83. HaytS. Trans. Amer. Inst. Min. Met. Eng., 1930, v. 89, p. 9—58.

84. M а л ь к о в Л. П., X о х л о в а А. В. Редкие металлы, 1935, т. 4, № 1, с. 10—23.

85. Меерсон Г. А., Шаба лип В. И. Цветные металлы, 1940, № 3, с. 77—85.

86. RietveldJ. Metall, 1952, Bd 6, S. 81—82.

87. KuzmickJ. Materials and Methods, 1952, v. 36, № l, p. 84—87; Proc. 8th Ann. Meeting, Metal Powder Assoc., Chicago, 1952, p. 6—19.

88. E 1 Ii s J. Tooling and Production, 1955, v. 20, p. 67—68,

89. Cotter P., a. o. US Bur. Mines Rep. Inv., № 5100, 1955.

90. В г у j a k E., M i s s s о 1 W. Fertigungstechnik, 1957, Bd 7, S. 557.

91. Ковальченко M. С., Самсонов Г. В. ФММ, 1961, т. 12, с. 145; Порошковая металлургия, 1961. № 2, с. 3—13; Xs 5, с. 4.

92. Найгуц Н. И., Мильштенн Д. С. Порошковая металлур­гия, 1962, № 3, с. 89—96.

93. С а м с о н о в Г. В., К о в а л ь ч е н к о М. С. Горячее прессование, Киев, 1962.

94. KauffmannD. Tool Eng., 1950, v. 25, № 4, p. 24—26.

44

Глава Il