Патент на изобретение №2361697

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМОВЫХ ЗАГОТОВОК

(57) Реферат:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению вольфрамовых штабиков, применяемых преимущественно для получения проволоки для светотехнической и электронной промышленности В исходную шихту из вольфрама марки ВА добавляют 11-13 мас.% высокодисперсного вольфрамового порошка со средним размером частиц 0,04-0,06 мкм. Из полученной шихты прессуют длинномерные прямоугольные или квадратные заготовки с усилием прессования 305-350 МПа и осуществляют спекание. Способ позволяет повысить плотность получаемых заготовок и увеличить выход годного за счет устранения расслоя. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению вольфрамовых заготовок (штабиков), применяемых преимущественно для получения проволоки для светотехнической и электронной промышленностей.

Известен способ получения вольфрамовых заготовок (штабиков), включающий гранулирование высокодисперсного порошка, получение шихты и формование из шихты в пресс-формах заготовок (1). Гранулирование ведут вибросмесителем путем добавления в порошок различных высокомолекулярных соединений.

Недостатком этого способа является его дороговизна ввиду большой стоимости высокодисперсного порошка и добавок и низкая производительность ввиду дополнительной операции – гранулирование порошка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения вольфрамовых заготовок, в котором в исходную шихту вводят высокодисперсный вольфрамовый порошок, после чего полученную смесь прессуют и спекают (2). Количество высокодисперсных частиц в полученной смеси составляет примерно 85-91%.

Недостатком наиболее близкого аналога является сложность многослойной оснастки и значительная трудоемкость изготовления.

В данном способе в результате большого количества воздушных прослоек в связи с большим содержанием высокодисперсных частиц ухудшаются условия прессуемости. В процессе прессования при сжатии прослоек между частицами возможны взрывы шихты, вследствие чего необходимо применять сложную многослойную оснастку и использовать многократные операции засыпки порошка в различные емкости оснастки.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологического оборудования и снижение трудоемкости изготовления.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения вольфрамовых заготовок, включающем введение в исходную шихту высокодисперсного вольфрамового порошка, прессование и спекание, согласно изобретению в качестве исходной шихты используют шихту из порошка марки ВА, в которую вводят 11÷13 мас.% высокодисперсного вольфрамового порошка со средним размером частиц 0,04÷0,06 мкм, а прессование проводят при давлении 305÷350 МПа.

Химический и гранулометрический состав исходной шихты из вольфрама марки ВА однозначно определен (3).

Введение заявляемого количества высокодисперсной фракции вольфрамового порошка и заявляемые режимы прессования позволят получать заготовки в традиционно существующих на предприятиях пресс-формах, что значительно упростит технологическое оборудование. Простое предварительное смешивание порошков различных фракций перед засыпкой их в пресс-форму упростит трудоемкость изготовления.

Увеличение добавляемых в исходную шихту высокодисперсных частиц вольфрама более 13 мас.%, как и снижение их количества менее 11 мас.%, ведет к снижению насыпной плотности шихты и ухудшению прессуемости шихты, понижению плотности заготовок и появлению расслоев и других дефектов.

Средний размер частиц обусловлен существующей технологией получения высокодисперсного порошка. Увеличение среднего размера частиц более 0,06 мкм не позволяет полностью заполнить поры между крупными частицами, что снижает текучесть и прессуемость. Снижение этого размера менее 0,04 мкм затрудняет технологию получения порошка, приводит к его удорожанию.

Увеличение усилия прессования более 350 МПа может привести к дефектам заготовки, в основном в виде расслоев. Снижение этого размера менее 305 МПа не обеспечивает нужную плотность заготовок.

Согласно предлагаемому решению были получены на УзКТЖМ заготовки – стандартные штабики квадратного сечения 12×12 мм и длиной 500 мм. В стандартную исходную шихту из вольфрама марки ВА добавили высокодисперсный вольфрамовый порошок, полученный струйно-плазменным методом, имеющий гранулометрический состав со средним размером частиц, равным 0,04÷0,06 мкм.

Затем эту шихту прессовали в пресс-формах с заявляемыми усилиями прессования. Данные испытаний сведены в таблицу.

Предлагаемый способ найдет применение в промышленности при производстве изделий из вольфрама марки ВА, прежде всего проволоки диаметром от 10 до 355 мкм, а также прутков, проволоки и лент из современных порошков вольфрама, легированных торием, иттрием, лантаном и другими редкими элементами.

Источники информации

1. Особенности процессов формования и спекания высокодисперсных порошков тугоплавких металлов. Каламазов Р.У., Физика и химия обработки материалов, 1990, 2, c.118.

2. Международная заявка WO 2007/045342 A1 METOD FOR PRODUCING A PENETRATOR, опубл. 26.04.2007.

3. Набойченко С.С. Порошки цветных металлов. Справочник. М., «Металлургия», 1997, с.490.

Формула изобретения

Способ получения вольфрамовых заготовок, включающий введение в исходную шихту высокодисперсных частиц вольфрама, прессование заготовок и их спекание, отличающийся тем, что в качестве исходной шихты используют шихту из порошка вольфрама марки ВА, в которую вводят 11-13 мас.% высокодисперсного вольфрамового порошка со средним размером частиц 0,04-0,06 мкм, а прессование проводят при давлении 305-350 МПа.