Введение к работе
Актуальность ваботн. В настоящее время пород ма-эриа-ловвдаыи стоят задачи создания новых материалов с комплексом регулируемых свойств,таких как прочность,твердость, износостойкость,жаропрочность.
Работы по создании новых материалов идуг в основном, по пути создания композиционных материалов, в частности , керметс , сочетающих свойства металлов я неметаллов, а также получение сверхмелкого п ультрадисперсного зерна в спеченных материалах.
При возрастающем дефиците вольфрама совершенствова -ние техноло" ш суцесгвущих, а также разработка новых без-волъфрамовых высокопрочных и износостойких керметов инструментального назначения является важной народнохозяйст -венной задачей.
Перспективными шютрутапталышми материалами могут быть кермвты па оспово тугоплавких соединений титела (карбида, карбояатридн). Хорозо эарэкоыендовалп себя таете керметн на осново карбошітряда титана,легированного металлом 7-а группы с металл-связкой на основе элементов под -групп железа п хрома.
Использование ультрадисперсних порошков (УДП) туго -плавких соединений и металлов при разработке керметов открывает возможность повышения их свойств за счет получо -ния поликриста-млических композиции с особо мелким scjncii. В настоящее время развиваются новые я совершенствуются известные метода получения УДЕІ* Одним из перспективных методов, с точки зрения интенсификации технологического про -цесса, является плазменный метод получения УДП.
Влияние УЛЛ на технологические процессы, а также на их конечные свойства, изучены недостаточно,поэтому выполнение комплексных исследований,связанных с получением и использованием УДП в технологии инструментальных керметов, является актуальной задачей, решаемой в настоящей работе.
Работа выложена в соответствии с комплексной научно-технической программой МинВУЗа РСФСР "Порошковая ме -таллургия" на 1986-1990 гг., координационным планом Академии Наук СССР по направлению 2.23.1.4. "Разработка но-
внх видов материалов и изделии из тугоплавких соединений для различных отраслей техники".
Цель работы. I.Установить основные технологические условия получения по плазменной технологии ультрадисперсних порошков тугоплавких соединений TiCtl, Тс'/\/4 Си/ и ме -таллов fk, /Л', (Sr, Мо $ а также исследовать свойства и технологические особенности поведения полученных УДД. 2. Исследовать процессы, происходящие при спекании, структуру и физико-механические свойства спеченных как однофазных образцов 7?V, TiM4 С-л^так и керметов в системах ТіСМ-МЦм,} fl^it/J-Pei^^P использованием плазменных УЩ1.3.Разработать технологию получения безвольфрамовых керметов инструментального назначения, обладащих высокими механическими и эксплуатационными характеристиками.
Научная новизну. I. При комплексном исследовании технологических свойств шихт с использованием УДИ туголлав -ких соединений и металлов установлены условия, определяю-дие возможность их эффективного перемапшвания, прессования и спекания. В зависимости от содержания УДП карбонитридов и металлов плотность прессовок керметов изменяется немо -нотонно, что находит объяснение в особенностях заполнения пространства в смесях частиц с существенным отличием размеров. 2. Изучено влияние вводимых УДЧ карбонитридов на закономерности спекания, структурообразования а физико -механические свойства твердой фазы (карбонитридов). Выявлена тенденция раздельного, обособленного формирования зерен твердой фазы в связи с проявлением способности к аг -ломерации УДП в шжчастичннх обьешх, образованных зернами карбонитридов обычной дисперсности. Установлена взаимосвязь физяко-дахаяических свойств однофазных карбонитридов (твердой фазы керметов) // и ftz/tftJ/Voo структурой. 3. Установлены концентрационные области содержания УДП карбонитридов титана, титана-ниобия, а также композитов це ивнтируюцего сплава, в которых реализуются приемлемые структурно-механические характеристики спеченных композиций, обеспечивапцие их применение в качестве инструмен -
тальиых материалов. Повышенные по сравнению с базовыми износостойкость и эксплуатационные характеристики новых кер-метов связываются с упрочнением цементирующей фазы за счет УДІ карбонитридов. 4. Разработаны основы технологии двух групп новых керметов, базирующиеся на придане"ии УДЯ карбонитридов 7?C/Vf Tc*/4M п компонентов цементирующих сплавов Mi -t'i и Ft -Ml - Оґ-Но.
Практические результаты работы. І. Установлены тех -нологические условия получения и защиты от окисления УДД, позволяющие получать порошки твердых растворов и металлов по составу г дисперсности, приешешэ для целей получения керметов на существующей технологической базе. 2. Учет выявленных технологических особенностей поведения УДЦ, а тагаю установленного влияния УДИ на структуру и физико -механические свойства керметов позволив существенно (на 30*50/0 повысить уровень их физико-механических свойств . 3. Разработана технологическая документация (технологическая инструкция ТИ40-І36-9І) шести марок новых керметов инструментального назначения. 4, В заводских условиях (КТБ "Спещромармагура.НПО "Комплекс".Новгород) проведены эксплуатационные испытания режущих пластин из разработанных керметов. Результата испытаний показали возможность замены сплавов КНТ.ЕК.ТК разработанными сплаваш.На Новгородском ПО"Контур" создается участок по производству за^то -вок и инструмента из разработанных сплавов. Разработанные сплавы принимаются к внедрению в производство на участке твердых сплавов в НПО "Комплекс" (Новгород).Предполагав -мый экономический эффект от внедрения новых сплавов КИТУ и КНТНУ составит в среднем 60 тыо.руб.па каадоэ 100 тыс. пластин.'
Апробация работы. Результаты работы были доложены п обсуждены на ГУ республиканской научно-технической конференции "Безвольфрамовые твердые сплавы и карбидостали" , Таллинн,І9В5, на ПУ областной научпо-техяической конфе -ренции "Автоматизация,технология и методы испытаний в ма-
шикостроенин'', Новгород, 1989г. и на УП Всесоюзном семинаре "Получение, свойства и применение нитридов", Рига, 1991г.
Публикации. Результаты работы изложены в 9 статьях и тезисах докладов, направлена заявка на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, включая обзор литературы, списка литературы (199 наименований), приложений. Работа изложена на Ш страницах машинописного текста и содержит S4 рисунка ж!Ъ таблиці,;
