Патент на изобретение №2244763
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПЕЧЕННЫЙ ТВЕРДЫЙ СПЛАВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным твердым сплавам. Может использоваться для изготовления пластин, предназначенных для ударно-вращательного бурения нефтяных и газовых скважин. Предложен спеченный твердый сплав, содержащий, вес. %: диборид титана 25-25,5; диборид хрома 5-6; ферромарганец 58-60; феррованадий – остальное. Техническим результатом является повышение абразивной способности. 1 табл.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным твердым сплавам на основе диборида титана, которые могут быть использованы для изготовления пластин, предназначенных для ударно-вращательного бурения нефтяных и газовых скважин. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является твердый сплав на основе диборида титана, представляющий собой композицию, структура которой состоит из зерен борида титана и карбида вольфрама, сцементированных матрицей-кобальтом, имеющей следующий состав, вес.%: Карбид вольфрама 23-25 Кобальт 13-13,5 Диборид титана Остальное [а.с. №514031, 1974 г. – прототип] Недостатками указанного материала являются низкая абразивная способность, высокая температура спекания, а также высокая стоимость исходных компонентов. Низкая абразивная способность твердого сплава обусловлена низкими упругими свойствами кобальта, не позволяющими многократно деформировать матрицу при ударных нагрузках, что ведет к выкрашиванию твердых частиц борида титана и карбида вольфрама и, как следствие, к трещинообразованию твердого сплава. Техническая задача – повышение абразивной способности спеченного твердого сплава за счет повышения его микротвердости и упругопластических свойств матрицы. Решение технической задачи заключается в том, что спеченный твердый сплав, содержащий диборид титана, дополнительно содержит диборид хрома, ферромарганец и феррованадий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Диборид титана 25-25,5 Диборид хрома 5-6 Ферромарганец 58-60 Феррованадий Остальное Спеченный твердый сплав представляет собой композицию, структура которой состоит из зерен диборидов титана и хрома, сцементированных матрицей, состоящей из ферросплавов марганца и ванадия. Высокая абразивная способность заявляемого твердого сплава достигается за счет повышения упругопластических свойств матрицы и микротвердости зерен диборидов титана и хрома. Высокие упругопластические свойства матрицы обусловлены образованием аустенитно-мартенситной структуры при взаимодействии сплавов ферромарганца и феррованадия, позволяющей многократно и обратимо деформировать зерна диборидов титана и хрома. А повышение микротвердости твердого сплава обусловлено образованием сложных карбоборидов при диффузии атомов ванадия и части свободного углерода матрицы в зерна диборидов, что обеспечивает твердому сплаву высокое значение абразивной способности – что и является новым техническим эффектом заявляемого изобретения. Заявленный твердый сплав получают следующим образом. Шихта готовится методом механического смешивания компонентов диборида титана и хрома, ферромарганца и феррованадия в среде этилового спирта в аппарате с вихревым слоем типа АВС П/100, №2. Время смешивания 12 часов. Готовая шихта прессуется на прессе в брикеты при давлении 750 МПа. Далее брикеты загружаются в камеру вакуумной печи для более полного и быстрого спекания, а также для повышения плотности твердого сплава. В печи поддерживается вакуум 5-10 Па. Скорость подъема температуры 6°С/мин. Получение спеченного твердого сплава обеспечивается при температуре 1300°С и выдержке 75 минут. Примеры конкретного исполнения. Для экспериментальной проверки заявляемого твердого сплава были подготовлены несколько составов шихты, отличающиеся друг от друга различным составом компонентов в их весовом соотношении, три из которых показали оптимальные результаты. Абразивную способность образцов определяли по типовой методике на установке МГСУ-ТМ с применением абразива – карбоборунд, принцип действия которой основан на истирании образца карбоборундом. Пример 1. Для получения спеченного твердого сплава вышеизложенным способом были использованы компоненты в следующем соотношении, вес.%: TiB2 25 CrB2 5 FeMn 60 FeV 10 Абразивность при этом составила 0,42 г. Пример 2. Для получения спеченного твердого сплава вышеизложенным способом были использованы компоненты в следующем соотношении, вес.%: ТiВ2 32 СrВ2 8 FeMn 50 FeV 10 Абразивность при этом составила 0,37 г. Пример 3. Для получения спеченного твердого сплава вышеизложенным способом были использованы компоненты в следующем соотношении, вес.%: TiB2 45 CrB2 5 FeMn 40 FeV 10 Абразивность при этом составила 0,32 г. Результаты проведенных исследований представлены в таблице.
Таким образом, заявляемый твердый сплав позволяет повысить относительную абразивную способность по сравнению с известным на 12%, при температуре спекания 1300°С, а использование недорогих исходных компонентов ферромарганца и феррованадия позволяет снизить затраты на его получение.
Формула изобретения
Спеченный твердый сплав, содержащий диборид титана, отличающийся тем, что он дополнительно содержит диборид хрома, ферромарганец и феррованадий при следующем соотношении компонентов, вес.%:
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.10.2005
Извещение опубликовано: 27.12.2006 БИ: 36/2006
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
